27 грудня, 2017
MasSpec Pen - устройство, способное обнаружить злокачественные клетки за 10 секунд
Согласно данным, опубликованным 6 сентября 2017 года в Science Translational Medicine, портативное устройство позволит интраоперационно распознавать злокачественную ткань всего за 10 секунд.
В настоящее время для оценки образца ткани требуется определенный период, что может задержать принятие решений во время диагностических и терапевтических процедур. Стремясь ускорить процесс и найти более эффективный метод оценки образцов тканей в режиме реального времени, команда исследователей из Техасского университета создала портативное устройство – MasSpec Pen.
Этот прибор был исследован на образцах опухолевых и нормальных тканей человека, при этом чувствительность и специфичность методики составили 94,4 и 96,2% соответственно, а общая точность достигала 96,2%. Кроме того, устройство было способно определить начавшуюся малигнизацию доброкачественных опухолей щитовидной железы и различные гистологические подтипы рака легкого. Следует отметить, что MasSpec Pen был способен выявить злокачественные клетки в краях резекции опухоли, определение которых затруднено из-за смешанного гистологического состава.
MasSpec Pen изначально тестировался на мышиных моделях и выявлял злокачественные опухоли, не нанося вреда здоровым тканям. В настоящее время устройство готово для тестирования в рамках клинических исследований у пациентов с онкологическими заболеваниями.
Изображения, полученные методом масс-спектрометрии, успешно использовались для молекулярной визуализации злокачественной ткани. Для проведения быстрой молекулярной диагностики образцов тканей были разработаны несколько методов ионизации с использованием масс-спектрометрии. Однако эти подходы требуют использования жестких растворителей, высокого давления или напряжения в связи с тем, что методика получения молекулярных ионов основана на повреждении тканей.
В то же время MasSpec Pen не повреждает ткань: выделяется капля жидкости (10 мкл), в которую мигрируют молекулы тестируемой ткани. Затем образец исследуют с помощью масс-спектрометра, который идентифицирует белки, липиды и метаболиты ткани.
Командой исследователей по данным гистологически подтвержденной базы из 253 образцов, включавшей нормальные и злокачественные ткани молочной железы, легкого, щитовидной железы и яичника, также были созданы классификационные модели. Это позволило оценить способность молекулярных сигнатур MasSpec Pen отличить злокачественные ткани от нормальных.
Для различных типов злокачественных новообразований оценивались чувствительность, специфичность и соотношение концентрация/время (AUC). Для рака молочной железы чувствительность составила 87,5%, специфичность – 100% (AUC=1,0) и общая точность – 95,6%. Для высокодифференцированного серозного рака яичника чувствительность составила 100%, специфичность – 89,7% и точность – 94,7% (AUC=0,98). Для злокачественных опухолей легкого чувствительность составила 97,9%, специфичность – 95,7% и точность – 96,8% (AUC=0,97). При прогнозировании на основе подтипов злокачественных клеток была достигнута точность 93,8 и 92,2% для плоскоклеточного рака и аденокарциномы соответственно. Аналогичные результаты были получены для образцов опухолей щитовидной железы. Также создан классификатор для доброкачественных фолликулярных аденом и папиллярных карцином щитовидной железы.
Все это говорит о том, что MasSpec Pen может применяться для выявления злокачественных новообразований. Кроме того, разработанные классификаторы надежны и могут использоваться при автоматизированном подходе для быстрой клинической диагностики образцов тканей.
Перевела с англ. Анна Кальченко
Тематичний номер «Онкологія» № 5 (51), грудень 2017 р.