Метод «оптической биопсии» ткани предстательной железы при диагностике РПЖ

Рамановская спектроскопия позволяют определить основные особенности клеточного метаболизма, происходящие в опухолм предстательной железы.

Современные методы диагностики и лечения злокачественных опухолей позволяют оптимизировать методы их раннего выявления. Однако эти технологии оказали незначительное влияние на структуру смертности населения трудоспособного возраста от онкологических заболеваний и, в частности, от рака предстательной железы (РПЖ) и связанных с ним осложнений. 

В настоящее время передовые методы выполнения «оптической биопсии» ткани с помощью рамановской и люминесцентной спектроскопии начинают использоваться как неинвазивные средства диагностики различных заболеваний и патологических состояний, в том числе опухолей различной локализации. Рамановская спектроскопия – это мощный аналитический метод, позволяющий измерять химический состав сложных биологических образцов (биологические жидкости, клетки и ткани). Такой метод представляет собой молекулярный «отпечаток» и на основе интенсивности комбинационного рассеяния света позволяет идентифицировать различные морфологические формы РПЖ, а также сопутствующие гиперпластические или предопухолевые процессы.

Именно поэтому, ученые решили исследовать возможности использования методов оптической спектроскопии в дифференциальной диагностике РПЖ. Были построены аналитические дискриминационные модели рамановских спектров ткани предстательной железы с использованием метода анализа проекций на скрытые структуры для различных длин волн. Эти модели позволили разделить спектры комбинационного рассеяния рака предстательной железы и спектры участков гиперплазии для валидационных наборов данных с точностью до 80%, в зависимости от значения специфичности. Между тем, для калибровочных наборов данных значения точности достигли 100% для лазера с длиной волны 785 нм. 

Благодаря регистрации рамановских «отпечатков» были подтверждены основные особенности клеточного метаболизма, происходящие в ткани злокачественной опухоли ПЖ, а именно отсутствие аэробного гликолиза, сверхэкспрессия отдельных маркеров, а также сильное повышение концентрации холестерина и его сложных эфиров, а также жирных кислот и глутаминовой кислоты. 

В заключение, наличие ансамбля пиков спектра, присущих жирной кислоте, бета-глюкозе, глутаминовой кислоте и холестерину, является фундаментальным фактором для идентификации РПЖ. Проведённое исследование показывает потенциальные перспективы создания новой методологии анализа РПЖ с использованием технологий из различных областей науки. Это позволит улучшить раннюю диагностику РПЖ и получить более полное представление о природе канцерогенеза.

Источник: D. N. Artemyev, V. I. Kukushkin, S. T. Avraamova, N. S. Aleksandrov, and Y. A. Kirillov, “Using the Method of ‘Optical Biopsy’ of Prostatic Tissue to Diagnose Prostate Cancer,” Molecules, vol. 26, no. 7, p. 1961, Mar. 2021, doi: 10.3390/molecules26071961.