Рак поджелудочной железы теперь доступен в 3D
01/07/2024
Ученые из Центра исследований рака поджелудочной железы имени Сола Голдмана при Онкологическом центре Джона Хопкинса Киммела (США) разработали методику 3D-геномного профилирования для выявления небольших предраковых поражений поджелудочной железы, называемых панкреатическими интраэпителиальными неоплазиями (PanINs), которые приводят к одному из самых агрессивных и смертельных видов рака поджелудочной железы.
Результаты, опубликованные в Nature, представляют собой самую подробную на сегодняшний день 3D-карту предраковых поражений поджелудочной железы человека, закладывая основу для будущего раннего выявления протоковой аденокарциномы поджелудочной железы (PDAC) и других видов рака поджелудочной железы.
Из-за своих небольших размеров неоплазии сложно обнаружить и их невозможно выявить при обычном рентгенологическом исследовании. Это часто означает, что к тому времени, когда пациентам ставят диагноз рака, такого как PDAC, рак уже достиг запущенной стадии и дал метастазы в другие органы.
Существующие методы 2D-гистологического окрашивания, при которых ткань тонко нарезается, окрашивается и исследуется под микроскопом, дают лишь ограниченное представление о неоплазиях, оставляя исследователей в неведении относительно их происхождения и того, как они приводят к раку. Чтобы лучше охарактеризовать PanINs, исследователи разработали 3D-подход.
После тонких срезов и окрашивания ткани из 38 нормальных образцов поджелудочной железы на сотнях последовательных 2D-слайдов исследователи разработали конвейер машинного обучения CODA, для анализа и реконструкции изображений со слайдов в цифровые 3D-изображения.
3D-реконструкции выявили сложные сети взаимосвязанных PanINs со средней общей нагрузкой 13 неоплазий на кубический сантиметр и диапазоном от 1 до 31 PanINs на кубический сантиметр.
Исследователи дополнительно исследовали 8 образцов с помощью 3D-микродиссекции и секвенирования ДНК конкретных неоплазий. Геномный анализ показал, что сети состояли из генетически различных PanINs, обусловленных различными мутациями генов, такими как мутации в гене вируса саркомы крысы Кирстен (KRAS), вызывающего рак, который обнаруживается при большинстве видов рака поджелудочной железы. Открытие, что множественные предраковые поражения возникли в результате независимых мутаций, - это то, чего еще не видели в других органах. Хотя CODA пока не используется в диагностических целях, одно из её преимуществ в том, что она может быть применена к любой ткани, заболеванию или модельному организму.
Nature
Из-за своих небольших размеров неоплазии сложно обнаружить и их невозможно выявить при обычном рентгенологическом исследовании. Это часто означает, что к тому времени, когда пациентам ставят диагноз рака, такого как PDAC, рак уже достиг запущенной стадии и дал метастазы в другие органы.
Существующие методы 2D-гистологического окрашивания, при которых ткань тонко нарезается, окрашивается и исследуется под микроскопом, дают лишь ограниченное представление о неоплазиях, оставляя исследователей в неведении относительно их происхождения и того, как они приводят к раку. Чтобы лучше охарактеризовать PanINs, исследователи разработали 3D-подход.
После тонких срезов и окрашивания ткани из 38 нормальных образцов поджелудочной железы на сотнях последовательных 2D-слайдов исследователи разработали конвейер машинного обучения CODA, для анализа и реконструкции изображений со слайдов в цифровые 3D-изображения.
3D-реконструкции выявили сложные сети взаимосвязанных PanINs со средней общей нагрузкой 13 неоплазий на кубический сантиметр и диапазоном от 1 до 31 PanINs на кубический сантиметр.
Исследователи дополнительно исследовали 8 образцов с помощью 3D-микродиссекции и секвенирования ДНК конкретных неоплазий. Геномный анализ показал, что сети состояли из генетически различных PanINs, обусловленных различными мутациями генов, такими как мутации в гене вируса саркомы крысы Кирстен (KRAS), вызывающего рак, который обнаруживается при большинстве видов рака поджелудочной железы. Открытие, что множественные предраковые поражения возникли в результате независимых мутаций, - это то, чего еще не видели в других органах. Хотя CODA пока не используется в диагностических целях, одно из её преимуществ в том, что она может быть применена к любой ткани, заболеванию или модельному организму.
Nature