Различные заболевания, такие как рак груди, могут представлять проблемы для врачей, особенно на клеточном уровне. Хотя опухоль одного пациента может отличаться от опухоли другого, клетки в опухоли одного пациента также могут сильно различаться. Это может быть проблематично, учитывая, что исследование опухоли обычно основывается на биопсии, которая захватывает только небольшой образец клеток.
Согласно новому исследованию ученых из Penn Medicine, магнитно-резонансная томография (МРТ) и новая область медицины под названием радиомика, в которой используются алгоритмы для извлечения большого количества деталей из медицинских изображений, могут помочь охарактеризовать неоднородность раковых клеток внутри опухоль и позволяет лучше понять причины и прогрессирование индивидуального заболевания человека. Результаты были опубликованы в журнале Clinical Cancer Research.
"Если мы берем только небольшой кусочек ткани из одной части опухоли, это не дает полной картины болезни человека и его реакции на определенные методы лечения," сказал главный исследователь Деспина Контос, к.D., адъюнкт-профессор радиологии в Медицинской школе Перельмана Пенсильванского университета. "Мы знаем, что во многих случаях пациенты подвергаются чрезмерному лечению, получают терапию, которая может быть неэффективной. Или, наоборот, пациенты, которым требуется более агрессивная терапия, могут ее не получить. Метод, который у нас есть в настоящее время для выбора подходящего лечения для пациентов с раком груди, не идеален, поэтому чем больше шагов мы сможем предпринять в направлении более индивидуализированных подходов к лечению, тем лучше."
Контос и ее коллеги хотели определить, могут ли они использовать визуализацию и радиомику для более персонализированной характеристики опухоли. Используя МРТ, исследователи извлекли 60 радиомных признаков или биомаркеров у 95 женщин с первичным инвазивным раком груди. После наблюдения за пациентами 10 лет спустя группа обнаружила, что сканирование, которое показало высокую гетерогенность опухоли на момент постановки диагноза, то есть большое разнообразие клеток, могло успешно предсказать рецидив рака.
"Наше исследование показывает, что визуализация может захватить поведение всей опухоли без выполнения процедуры, которая является инвазивной или ограничена ошибкой выборки," сказал ведущий автор исследования Рея Читалия, доктор философии.D. кандидат Школы инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета. "Женщины с более гетерогенными опухолями, как правило, имеют больший риск рецидива опухоли."
Исследователи ретроспективно проанализировали снимки пациентов, полученные в ходе клинического исследования 2002-2006 годов, проведенного в Penn Medicine. Для каждой женщины группа составила "коэффициент усиления сигнала" (SER) и извлекли из нее различные функции визуализации, чтобы понять взаимосвязь между этими характеристиками и обычными биомаркерами (такими как генные мутации или статус рецепторов гормонов) и исходами для пациентов.
Они обнаружили, что их алгоритм может успешно прогнозировать выживаемость без рецидивов через 10 лет. Чтобы подтвердить свои выводы, группа сравнила свои результаты с независимой выборкой из 163 пациентов с раком груди из общедоступного архива визуализации рака.
Хотя визуализация не может полностью заменить потребность в биопсии опухоли, радиологические методы могут улучшить то, что в настоящее время "Золотой стандарт" по уходу, сказал Контос, давая более подробный профиль болезни пациента и руководствуясь индивидуальным подходом к лечению. Следующие шаги исследовательской группы будут включать расширение анализа на более широкую когорту пациентов, а также дальнейшее изучение того, какие конкретные маркеры более предсказуемы для конкретных результатов.
"Мы только что коснулись верхушки айсберга," Контос сказал. "Наши результаты и валидационное исследование вселяют в нас уверенность в том, что у этих маркеров есть много возможностей для использования в прогностических и потенциально прогностических целях."