Prostata-Bildgebungskamera erfasst molekulare Details zur Krebserkennung

Von Hanae ArmitageEin genauer Blick auf die Prostata ist entscheidend für die Erkennung von Krebs, aber ihre ziemlich intime Position (direkt vor dem Rektum) macht es schwierig, sich ein Bild zu machen. Jetzt denkt Professor und Lehrstuhl für Radiologie Sanjiv Sam Gambhir, MD, PhD, nach Er hat eine Lösung: eine neu entwickelte Hybridkamera. Traditionellerweise wird Prostatakrebs über Prostatakrebs-assoziierte Blutbiomarker wie das prostataspezifische Antigen (PSA) erkannt.

Ärzte verwenden häufig auch Ultraschall oder Magnetresonanztomographie (MRT), um nach körperlichen Veränderungen im Prostatagewebe zu suchen. Neuere Techniken, die Scans der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) nutzen, können sogar molekulare Details erfassen, aber diese Taktiken sind relativ teurer und verwenden Strahlung, sagte Gambhir ziemlich groß oder hat sich über die Kapsel der Prostata hinaus in die umliegenden Lymphknoten ausgebreitet, sagte Gambhir.

Deshalb suchen wir seit Jahrzehnten nach Möglichkeiten, die Prostata detaillierter zu analysieren und abzubilden, um Veränderungen früher, sicher und zu relativ geringen Kosten zu erkennen. Gambhirs neue Technologie, die als transrektales Ultraschall- und photoakustisches Gerät oder TRUSPA bezeichnet wird, verbindet Ultraschall und Photoakustik bildgebende Verfahren, um gleichzeitig ein Bild zu erstellen, das die Anatomie der Prostata, funktionelle Details über die Drüse und molekulare Informationen zeigt, die helfen können, Krebsgewebe zu kennzeichnen Ärzte, haben den Wert des Instruments bei etwa 20 Patienten nachgewiesen.

Ein Artikel, der die Technologie und die Ergebnisse beschreibt und in Science Translational Medicine veröffentlicht wurde. Gambhir ist der Hauptautor der Studie und Sri-Rajasekhar Kothapalli, PhD, ist der Hauptautor. Da Ultraschall bereits in großem Umfang von Urologen und allgemein in der menschlichen Bildgebung eingesetzt wird, entschied sich Gambhir dafür, damit als Grundlage von TRUSPA zu beginnen.

Wenn ein Biomarker wie PSA im Blut eines Patienten erhöht ist, wenden sich die Ärzte normalerweise einer Kombination aus Ultraschall und Biopsie zu, bei der sie mit einer Nadel etwa 20 Proben aus verschiedenen Regionen der Prostata entnehmen. Die Technik basiert auf einer Poke-and-Hope-Theorie, in der hoffentlich der Teil der Prostata entnommen wird, der das Krebsgewebe enthält. Aber es ist nicht garantiert.

TRUSPA verfolgt einen anderen Ansatz, der ein bildgebendes Mittel enthält, das Krebszellen bereitwillig mehr aufnehmen als normales Gewebe. Dann können Ärzte durch photoakustische molekulare Bildgebung (die die Absorption von Lichtwellen überwacht, um den Gewebetyp zu charakterisieren) sehen, wo sich die Krebszellen in der Prostata befinden. Das Vorhandensein des Bildgebungsmittels im Tumorgewebe verändert die Art und Weise, wie das Licht absorbiert und Ultraschallwellen an das Gerät zurückgesendet werden, wodurch es zu einer Art Flagge für Krebsgewebe wird.

Wir haben uns für einen Nachweis des Prinzips für ein bildgebendes Mittel entschieden, das nicht spezifisch für Prostatakrebs ist, sondern für Krebsgewebe, sagte Gambhir. Dieses Bildgebungsmittel war bereits von der FDA zugelassen, was es zu einem einfachen Ausgangspunkt macht. Die Idee für die Zukunft besteht jedoch darin, die Präzision mithilfe eines molekular zielgerichteten photoakustischen molekularen Bildgebungsmittels zu erhöhen, das spezifisch an Prostatakrebszellen bindet.

In der Pilotstudie verwendeten die Wissenschaftler das Gerät bei 20 Personen, bei denen Prostatakrebs diagnostiziert worden war, um zu sehen, ob ihr Gerät die Krankheit ebenfalls erkennen kann oder nicht. Wir waren nicht nur in der Lage, die Einschränkungen der TRUSPA-Bildgebung bei den Patienten besser zu verstehen, wir sahen wahrscheinlich auch Tumore, die sonst für konventionellen Prostata-Ultraschall unsichtbar gewesen wären, sagte Gambhir. Bei einem Patienten konnten sie sogar zwischen bösartigen und nicht bösartiges Krebsgewebe, was später durch weitere molekulare Analyse bestätigt wurde, als die erkrankte Prostata aus dem Patienten entfernt wurde.

Gambhir warnt, dass dies noch ein Pilotprojekt ist und dass das Team das Bildgebungssystem noch viel mehr testen muss, bevor wir zu dem Schluss kommen, dass TRUSPA diese Art von Unterscheidungen allgemein treffen kann. Aber es sei ein vielversprechender Anfang, sagte er. Mit klaren Beweisen dafür, dass das Konzept und die Technologie beim Menschen funktionieren können, verbessern Gambhir und sein Team nun das Gerät, seine räumliche Auflösung, die für Prostatakrebs spezifischen molekularen photoakustischen Bildgebungsmittel und vieles mehr, um die Genauigkeit und Empfindlichkeit von zu verbessern Tumorerkennung.

Wir beginnen jetzt damit, TRUSPA auch zur Erkennung von Eierstockkrebs, Schilddrüsenkrebs und Hautkrebs zu erforschen, sagte Gambhir.Butrus (Pierre) Khuri-Yakub, PhD, Professor für Elektrotechnik in Stanford, Geoffrey Sonn, MD, Assistenzprofessor für Urologie, Joseph Liao , MD, außerordentlicher Professor für Urologie, und James Brooks, MD, Professor für Urologie, trugen ebenfalls zu dem Projekt bei. Foto mit freundlicher Genehmigung von Sri-Rajasekhar KothapalliUrsprünglich veröffentlicht am 28. August 2019