В текущем исследовании ученые разработали новый алгоритм для обнаружения многочисленных крошечных метастазов рака в теле. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell.
Актуальность проблемы
Рак является одной из ведущих причин смерти во всем мире. Более 90% больных раком умирают от метастазов, а не от первичной опухоли. Метастазы рака обычно развиваются из отдельных рассеянных раковых клеток, которые уклоняются от системы иммунного надзора организма. До настоящего времени всестороннее обнаружение этих клеток во всем теле было невозможно из-за ограниченного разрешения методов визуализации, таких как биолюминесценция и МРТ. Это привело к относительному отсутствию знаний о конкретных механизмах распространения различных типов рака, что является необходимым условием для эффективной терапии. Это также затрудняет усилия по оценке эффективности новых лекарственных препаратов — кандидатов для лечения опухолей.
Материалы и методы обследования
Чтобы разработать новые методы преодоления этих препятствий, автор исследования Али Эртюрк (Ali Ertürk) с соавторами из Института тканевой инженерии и регенеративной медицины при Центре Гельмгольца в Мюнхене (Institute for Tissue Engineering and Regenerative Medicine at Helmholtz Zentrum München) ранее разработали vDISCO — метод очистки и фиксации тканей. vDISCO позволяет визуализировать отдельные клетки.
Результаты научной работы
Используя лазерные сканирующие микроскопы, исследователи смогли обнаружить мельчайшие метастазы вплоть до отдельных раковых клеток в очищенной ткани тела мыши. Однако ручной анализ таких изображений с высоким разрешением будет очень трудоемким процессом.
Учитывая ограниченную надежность и скорость обработки доступных в настоящее время алгоритмов для такого рода анализа данных, ученые разработали новый метод глубокого изучения — алгоритм под названием DeepMACT. Исследователи смогли обнаружить и проанализировать метастазы и автоматически распределить антитела в препаратах vDISCO. Алгоритм DeepMACT соответствовал производительности человеческих экспертов в обнаружении метастазов — но он сделал это более чем в 300 раз быстрее.
«С помощью всего лишь нескольких щелчков мыши DeepMACT может обнаружить метастазы рака менее чем 1 час. Теперь мы можем проводить высокопроизводительный анализ метастазирования вплоть до единичных распространенных опухолевых клеток в качестве повседневной рутины», — объясняет Али Эртюрк.
Анализируя прогрессирование метастазов рака молочной железы у мышей, DeepMACT обнаружил значительное увеличение малых метастазов во всем теле мыши с течением времени.
«Ни одна из этих особенностей не могла быть обнаружена с помощью обычной биолюминесцентной визуализации. DeepMACT — это первый метод, позволяющий проводить количественный анализ метастатического процесса в масштабе всего тела», — добавляет Али Эртюрк.
Авторы другого исследования утверждают, что раскрыт механизм метастазирования рака молочной железы в мозг.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
