Raman -spektroskopi klar til at gøre kræft i skjoldbruskkirtlen mindre invasiv

Forskere har demonstreret, at en optisk teknik kendt som Raman -spektroskopi kan bruges til at skelne mellem godartede og kræftagtige skjoldbruskkirtelceller. Den nye undersøgelse viser Ramans spektroskopi potentiale som et redskab til at forbedre diagnosen kræft i skjoldbruskkirtlen, som er den niende mest almindelige kræftsygdom med mere end 50, 000 nye tilfælde diagnosticeret i USA hvert år.

"Vores opmuntrende resultater viser, at Raman -spektroskopi kan udvikles til en ny optisk modalitet, der kan hjælpe med at undgå invasive procedurer, der bruges til at diagnosticere kræft i skjoldbruskkirtlen ved at levere biokemisk information, der ikke er tilgængelig i øjeblikket, "sagde James W. Chan fra University of California, Davis, U.S.A. "Dette kan have stor indflydelse inden for patologi og kan føre til nye måder at diagnosticere andre sygdomme på."

I tidsskriftet The Optical Society (OSA) Biomedicinsk optik Express , et tværfagligt team ledet af Chan; Michael J. Campbell, University of California, Davis, USA.; og Eric C. Huang, University of Washington, Seattle, USA., rapporterer, at deres Raman -spektroskopi -tilgang kan skelne mellem sunde og kræftfremkaldende menneskelige skjoldbruskkirtelceller med 97 procent nøjagtighed.

"Vi er de første, så vidt vi ved, at bruge humane kliniske skjoldbruskkirtelceller til at vise, at Raman -spektroskopi kan identificere kræftundertyper på enkeltcelle -niveau, "sagde Chan." Dog, vi bliver nødt til at øge både antallet af celler og antallet af undersøgte patienter for at bekræfte nøjagtigheden af ​​Raman -teknikken. "

Forbedring af cellebaseret diagnose

En klump - eller knude - i nakken er et almindeligt symptom på kræft i skjoldbruskkirtlen. Imidlertid, de fleste skjoldbruskkirtelknuder er ikke kræftfremkaldende. Ultralydstyrede fine nålaspirationsbiopsier bruges typisk til at kontrollere kræft ved at indsætte en tynd nål i knuden for at opnå celler, der er forberedt på et objektglas, farves og analyseres af en patolog.

I omkring 15 til 30 procent af tilfældene patologen kan ikke afgøre, om celler erhvervet fra biopsien er godartede eller ondartede. I disse tilfælde en kirurgisk procedure kendt som en thyroidektomi er nødvendig for at fjerne væv, som giver mere information for en mere præcis diagnose.

Forskerne vendte sig til Raman-spektroskopi som en mulig løsning, fordi det er en ikke-invasiv teknik, der ikke kræver prøveforberedelse eller farvning for at bestemme subtile forskelle i molekylær sammensætning af komplekse prøver som celler.

"Vi vil gerne bruge Raman -spektroskopi til at forbedre patologens analyse af cellerne opnået med fin nålesugning for at reducere antallet af nødvendige thyroidektomier, "sagde Chan." Dette ville både minimere kirurgiske komplikationer og reducere udgifter til sundhedspleje. "

Biokemiske oplysninger fra en hel celle

Til det nye studie, forskerne brugte et line-scan Raman-mikroskop, der tillod dem hurtigt at erhverve Raman-signaler fra et helt cellevolumen. Dette gjorde det muligt for dem mere præcist at fange den kemiske sammensætning af hele celler sammenlignet med andre tilgange, der erhverver et Raman -spektrum fra kun en del af en celles volumen. Multivariate statistiske metoder og klassificeringsmetoder blev derefter brugt til at analysere Raman -data og klassificere cellerne i et mål, upartisk måde.

Forskerne anvendte denne Raman -spektroskopi -tilgang til individuelle celler isoleret fra 10 patientskjoldbruskkirtlenoduler diagnosticeret som godartede eller kræftfremkaldende. Dataanalysen identificerede unikke spektrale forskelle, der kunne skelne kræftceller fra godartede med 97 procent diagnostisk nøjagtighed. De viste også, at andre undertyper kunne identificeres ved deres spektrale forskelle.

"Disse foreløbige resultater er spændende, fordi de involverer enkelte celler fra humane kliniske prøver, men der skal gøres mere arbejde for at tage dette fra et forskningsprojekt til endelig klinisk brug, "sagde Chan.

Udover at teste det på flere celler og patienter, forskerne skal også anvende teknikken på celler opnået med en fin nålesugning og teste den på prøver, som patologen ikke kan afgøre, om cellerne er godartede eller kræftfremkaldende. De ønsker også at udvikle et automatiseret prototypesystem, der kan udføre Raman -målinger og -analyser med minimal menneskelig indgriben.