Bruk av CEST MRI-signal til å oppdage pH-endringer relatert til celledød ved kreftbehandling

I moderne kreftbehandling er det stadig økende interesse for avanserte bildeteknikker som kan gi detaljerte og tidlige indikasjoner på behandlingens effekt på cellulær nivå. En slik metode er CEST MRI (Chemical Exchange Saturation Transfer Magnetic Resonance Imaging), som har vist seg å ha stor potensial for å overvåke legemiddeladministrasjon og cellerespons på behandling, spesielt når det gjelder legemidler som melphalan, et DNA-alkylerende middel.

I studien som ble gjennomført, ble luciferase-transducerte kreftceller (DAOY) brukt for å verifisere effekten av melphalan gjennom både CEST MRI og bioluminescensavbildning (BLI). Melphalan ble administrert i in vitro-miljøet ved IC80 (den hemmerende konsentrasjonen som reduserer cellevekst med 80%), og CEST MRI-kontrasten ble nøye overvåket på forskjellige pH-nivåer, spesielt ved pH 7,4 og pH 6,4, som indikerer celledepresjon og påfølgende celledød.

Resultatene viste en betydelig forskjell i CEST-kontrast mellom melphalan-behandlede celler og de som ikke var behandlet, ved pH 6,4, etter celledød. Denne endringen i signal er knyttet til hvordan pH i cellene synker under celledød, noe som gir en forsterket CEST-kontrast i døde celler. Når cellene dør, reduseres pH-nivået fra 7,4 til 6,4, og dette fører til en økning i signalet som er assosiert med melphalan-DNA-addukter, en indikasjon på at stoffet er bundet til DNA i de døde cellene.

Videre ble CEST-kontrasten i de døde cellene sammenlignet med de levende cellene, og det ble bekreftet at signalet forsterkes etter celledød, noe som gjør det mulig å overvåke legemidlets effekt på cellene uten behov for invasive metoder. Dette åpner døren for ikke-invasiv overvåkning av kreftbehandling i sanntid, noe som kan være spesielt nyttig i tilfeller av hjernesvulster, hvor kirurgi kan være vanskelig eller umulig.

I tillegg til å studere melphalan, har denne teknologien potensial for å overvåke en rekke andre legemidler som benyttes i behandling av kreft, spesielt i hjernesvulster. Flere klinisk godkjente legemidler inneholder protoner som kan utveksles, og deres interaksjon med CEST MRI kan gi verdifull informasjon om behandlingsprosessen. Dette kan muliggjøre utviklingen av et bildebasert bibliotek for legemidler som kan brukes til å guide beslutningstaking under behandlingsplanlegging, og gi en mer presis og skreddersydd behandlingsstrategi for pasienter.

Videre kan denne teknologien benyttes til å identifisere hvilke pasienter som responderer på behandling, og hvilke som ikke gjør det, på et tidlig stadium. Dette kan revolusjonere kreftbehandling ved å gi legene verktøy for raskt å justere behandlingsplanen basert på pasientens respons. I tillegg kan det muliggjøre mer presis seleksjon av legemiddel og dosering, noe som i sin tur kan føre til mer effektiv og mindre giftig behandling, spesielt hos barn som er mer sårbare for bivirkninger fra kreftbehandling.

Den kliniske anvendelsen av CEST MRI i terapi-overvåkning representerer et stort skritt mot personlig tilpasset medisin, hvor pasientens spesifikke respons på behandlingen bestemmer den videre terapistrategien. Med fortsatt utvikling av teknologien og ytterligere forskning kan denne metoden bli et standardverktøy i klinisk praksis, spesielt i behandlingen av hjernesvulster og andre vanskelige kreftformer.

I fremtiden kan CEST MRI bidra til å kartlegge effektive behandlingsregimer og muliggjøre tidlig identifikasjon av pasienter som har høy risiko for behandlingssvikt, noe som vil være avgjørende for å optimalisere behandlingsresultatene og redusere potensielle bivirkninger. Videre forskning på denne teknologien vil være viktig for å utvikle den til et universelt verktøy i kreftbehandling, og kanskje også i andre medisinske områder.

Hvordan den digitale scoringsteknologien kan forbedre tidlig diagnose og behandlingsmonitorering ved kreft

Den digitale scoringsteknologien har revolusjonert tilnærmingen til påvisning og kvantifisering av onkogene genforandringer ved hjelp av ekstracellulære vesikler (EV-er) fra plasmaprøver. Denne metoden har vist seg å være effektiv i diagnostisering og overvåking av sykdomsforløp for pasienter med ulike kreftformer, inkludert pankreatisk kreft (PDAC) og Ewing sarkom. Ved hjelp av en to-trinns arbeidsflyt, kan spesifikke mutasjoner som KRAS i PDAC og EWS/FLI-1 rearrangement i Ewing sarkom påvises ikke-invasivt, noe som gir store fordeler i forhold til tradisjonelle metoder som ofte krever vevsprøver.

Etter at EV-ene er fanget og isolert, blir de brutt ned for å frigjøre RNA som stammer fra EV-ene. Dette RNA-et analyseres videre ved hjelp av RT-digital PCR (digital polymerasekjedereaksjon), som kvantifiserer onkogene genforandringer, inkludert mutasjoner som KRAS i PDAC og rearrangementer av EWS/FLI-1 i Ewing sarkom. Denne metoden har vist seg å være både sensitiv og spesifikk, og kan fange opp genetiske endringer som ikke nødvendigvis er synlige i tradisjonelle biopsier på grunn av heterogenitet i svulstvev.

Ved å sammenligne plasmaprøver med vevsprøver fra pasienter med PDAC, kunne forskere identifisere KRAS-mutasjoner i EV-er fra plasma som var til stede på diagnosepunktet, selv om de ikke alltid ble funnet i de parallelle vevsprøvene. Dette kan skyldes endringer i mutasjonens kopiantall eller biologisk variasjon i svulstene, noe som understreker viktigheten av å bruke plasma som et dynamisk prøvemateriale. Spesielt for pasienter med flere blodprøver gjennom behandlingen, gir det et kontinuerlig og ikke-invasivt alternativ for å overvåke sykdomsforløp og behandlingseffekt.

Et konkret eksempel på dette er hvordan totalen av KRAS-transkriptene i EV-er korrelerte med pasientens behandlingseffekt og serumuttrykk av CA19-9, et biomarkør for PDAC. Endringer i både CA19-9 nivåer og KRAS-transkripter i plasma ble observert parallelt med radiografiske funn, og ga en tidlig indikasjon på pasientens respons på behandlingen. Dette eksempelet viser hvordan den digitale scoringsteknologien kan hjelpe til med å spore behandlingssuksess før tradisjonelle metoder kan fange opp endringene.

For Ewing sarkom, som har et annet genetisk landskap, kunne den samme metoden brukes til å påvise EWS/FLI-1 rearrangement i plasma. Dette tillot forskerne å identifisere og kvantifisere rearrangementene i EV-er fra plasmaprøver fra pasienter, noe som ikke var tilfelle i helsesjekkplasma (HD). Denne teknologien ble videre testet ved å følge en pasient gjennom behandling, hvor endringer i EWS/FLI-1 rearrangementene ble sammenlignet med PET/CT-bilder. Dette demonstrerte hvordan den digitale scoringsteknologien kan brukes til å forutsi sykdomsforløp og behandlingseffekt på en presis og tidlig måte, og gir helsepersonell et nytt verktøy i klinisk praksis.

En av de viktigste fordelene med denne teknologien er dens evne til å tilby en tidlig diagnose og presis overvåking av behandlingsrespons uten å måtte utføre invasive prosedyrer. Denne teknologien kan redusere behovet for biopsier, som ofte er smertefulle, dyre og har risiko for komplikasjoner. Samtidig kan den gi helsepersonell sanntidsdata om pasientens respons på behandlingen, noe som gjør det mulig å tilpasse behandlingsregimet raskere.

I tillegg til dens diagnostiske potensial, kan den digitale scoringsteknologien også brukes til å monitorere relaps og metastaser ved kreft. Dette åpner for muligheten for å fange opp tilbakefall på et tidlig stadium, selv før kliniske symptomer eller radiografiske tegn på metastaser er synlige. For pasienter som gjennomgår behandling, kan denne metoden også bidra til å optimalisere behandlingsstrategier og redusere unødvendige behandlinger basert på presise biomarkørmålinger.

I sum, den digitale scoringsteknologien som benytter EV-er, representerer et stort fremskritt i kreftdiagnostikk og behandlingsovervåkning. Den har potensial til å endre måten vi diagnostiserer og behandler kreft på, ved å tilby et raskere, sikrere og mer presist alternativ til tradisjonelle metoder. Teknologien er et viktig skritt mot personalisert medisin, hvor behandlingen kan tilpasses den enkeltes genetiske profil og sykdomsforløp. I fremtiden kan vi forvente ytterligere utvikling og optimalisering av teknologiene bak EV digital scoring, noe som kan gjøre disse metodene enda mer tilgjengelige og effektive for klinisk bruk.

Hvordan diagnostisere og håndtere skjoldbruskkjertelnoduler og differensiert skjoldbruskkjertelkreft?

Skjoldbruskkjertelnoduler er relativt vanlige, og de fleste av dem er ikke kreftfremkallende. Imidlertid, i noen tilfeller, kan nodulene være en indikasjon på skjoldbruskkjertelkreft, en sykdom som har økt i prevalens over tid, spesielt i de utviklede landene. Diagnosen og behandlingen av skjoldbruskkjertelnoduler krever en systematisk tilnærming, som inkluderer klinisk vurdering, bildebehandling, cytologisk undersøkelse og genetisk testing for å vurdere risikoen for malignitet.

En av de mest etablerte metodene for å evaluere skjoldbruskkjertelnoduler er bruk av ultralyd. Ultralyd gjør det mulig å vurdere egenskapene til nodulene, som størrelse, form og kantutforming, som kan indikere om nodulen er godartet eller onkologisk. For mer presise vurderinger brukes ofte Thyroid Imaging Reporting and Data System (TIRADS), som bidrar til å klassifisere nodulene basert på deres ultralydbilder og dermed hjelpe til med risikovurderingen for kreft.

Fin nålbiopsi (FNA) er en viktig diagnostisk metode for å evaluere cytologien til en skjoldbruskkjertelnodul. I tilfeller der FNA-resultatene er usikre eller uklar, kan molekylære tester som Genomic Sequencing Classifiers (GSC) eller ThyroSeq-systemet benyttes for å forbedre diagnosen. Disse testene er spesielt nyttige for indeterminate noduler, der FNA alene ikke gir tilstrekkelig informasjon for å avgjøre om nodulen er malignt eller godartet.

Skjoldbruskkjertelkreft er delt inn i flere typer, der den differensierte typen er den vanligste og ofte har en god prognose. Behandlingen av differensiert skjoldbruskkjertelkreft består hovedsakelig av kirurgi, som kan inkludere fjerning av den berørte skjoldbruskkjertelen, og i noen tilfeller, også fjernelse av lymfeknuter i nakken. For pasienter med høy risiko for tilbakefall, kan radioaktivt jodbehandling benyttes for å ødelegge eventuelle gjenværende kreftceller etter operasjonen.

Det er også viktig å merke seg at behandlingen av skjoldbruskkjertelkreft, spesielt for de med lavere risiko, kan være relativt mindre invasiv. Hos pasienter med lav risiko kan en mer konservativ tilnærming vurderes, for eksempel ved å overvåke nodulene med regelmessige ultralydundersøkelser uten behov for omfattende kirurgi. Denne tilnærmingen er særlig viktig for å unngå overbehandling, som kan føre til unødvendige komplikasjoner.

Ytterligere diagnostiske verktøy som serum-Tg (tyreoglobulin) og anti-Tg antistoffer kan brukes etter behandling for å overvåke eventuelle tilbakefall av kreften. Dette gir en viktig mekanisme for tidlig oppdagelse av kreft som kan komme tilbake etter operasjonen.

Skjoldbruskkjertelkreft er, som nevnt, en sykdom med økende prevalens, og det er essensielt å være oppmerksom på de ulike risikofaktorene som kan påvirke sykdomsutviklingen. Blant disse er genetiske predisposisjoner, miljøfaktorer som stråling og livsstilsfaktorer. Det er derfor avgjørende å ha en tverrfaglig tilnærming i behandlingen, som inkluderer samarbeid mellom endokrinologer, kirurger, patologer og onkologer, for å sikre best mulig behandlingsresultat for pasientene.

Fremveksten av molekylære tester og forbedringene innen bildebehandling gir nye muligheter for diagnostikk og behandling, men disse teknologiene krever kontinuerlig evaluering for å sikre at de er kostnadseffektive og gir reell klinisk nytte.

Endelig er det viktig å huske at tidlig diagnose og skreddersydd behandling er nøkkelen til suksess i håndteringen av skjoldbruskkjertelnoduler og differensiert skjoldbruskkjertelkreft. Pasienter bør alltid ha en grundig samtale med sine helsepersonell om alle tilgjengelige diagnostiske alternativer og behandlingsstrategier, slik at beslutningene tas på et informert grunnlag.

Hvordan glykopeptider kan brukes som biomarkører for tidlig oppdagelse av kreft

Biomarkører med forbedrede ytelsesegenskaper for tidlig påvisning av HCC er derfor nødvendige for å forbedre sensitiviteten for deteksjon i forhold til eksisterende markører. Dette innebærer også muligheten for utvikling av sykdomsspesifikke markører som er optimalisert for den spesifikke etiologien av sykdommen.

Massespektrometri har vist seg å være en effektiv metode for å studere selv små endringer i struktur, og det har åpnet muligheter for å bruke denne teknologien til å identifisere og overvåke glykoproteiner. Høyoppløselig massespektrometri, tandem massespektrometri (MS/MS), og nyere programvare og databaser har gjort det mulig å analysere glykoproteiner på en måte som ikke var mulig tidligere. Teknologien gjør det mulig å analysere glykopeptider uten å måtte isolere proteinet fra serumet, noe som er en stor fordel for praktisk klinisk anvendelse.

En av de nyeste teknologiene som har blitt utviklet, er parallell reaksjonsmonitorering (PRM) i massespektrometri, som benytter seg av målrettet analyse av glykopeptider. Denne metoden gjør det mulig å skille forskjellige glykopeptider ved høyytelseskromatografi (HPLC), og deretter analysere disse ved bruk av et masseanalysator. Denne prosessen gir høy presisjon og følsomhet i deteksjon, og den kan til og med automatiseres for å analysere store mengder prøver. PRM-metoden har den fordelen at den ikke krever antistoffer, noe som er spesielt nyttig når man arbeider med proteiner som ofte ikke har tilgjengelige gode antistoffer, spesielt lav-abundante proteiner. PRM-MS-metoden kan også multippeliseres, noe som betyr at man kan analysere mange markører samtidig, og dermed utvikle den mest optimale analysen.

Ved å bruke PRM-MS-teknologi i biomarkørbekreftelse og validering i pasientserum, har det vært mulig å identifisere målmarkører, som glykopeptider isolert fra haptoglobin i pasientserum, og deretter analysere disse for tidlig påvisning av HCC. Dette gir muligheten til å kombinere disse markørene med andre kliniske variabler som AFP, for å utvikle en test med høyere sensitivitet og spesifisitet for tidlig oppdagelse av leverkreft.

Prinsippene for metoden ble utviklet gjennom et omfattende arbeid i laboratorier, der glykopeptidene ble identifisert ved hjelp av massespektrometri. Etter identifikasjonen av de beste markørene, ble de analysert ved bruk av PRM-MS for å overvåke peptidryggraden og glycosyleringsstedene. HPLC-separasjon ble kombinert med høypresisjonsmassespektrometri, og alle produktionoverganger ble analysert samtidig. Dette gjorde det mulig å utvikle en metode som ligner på ELISA, men som er mer egnet for glykopeptider, ettersom ELISA ikke lett kan utvikles for slike proteiner.

Glykopeptider kan dermed utgjøre en verdifull tilnærming for tidlig kreftdeteksjon, spesielt for leversykdommer som HCC. Ved å analysere serumprøver fra pasienter med ulike stadier av MASLD-cirrose og HCC, har det blitt demonstrert at spesifikke glykopeptider kan fungere som tidlige markører for leverkreft. Denne teknologien kan i fremtiden utgjøre en viktig del av klinisk diagnostikk, særlig når tradisjonelle metoder som ultralyd og AFP alene har begrenset sensitivitet.

Endtext

Kan 3D SHAPE og 3D SHI forutsi respons på neoadjuvant kjemoterapi hos pasienter med brystkreft?

IFP i maligne lesjoner viste seg gjennomgående høyere enn i omkringliggende normalt vev. Denne trykkgradienten ble målt ved hjelp av subharmonisk signalintensitet, hvor forskjellen mellom tumor og normalt vev var betraktelig større i maligne sammenlignet med benigne lesjoner. Samtidig viste analysen en svak positiv korrelasjon mellom tumorstørrelse og IFP, i tråd med tidligere studier, men indikasjonene peker i retning av at trykkgradienten alene kan være en mer sensitiv indikator enn størrelse når det gjelder tidlig vurdering av behandlingseffekt.

Begrensningene ved studien ligger i det lave antallet deltakere, hvilket utelukket muligheten til å analysere hvordan faktorer som alder, histologisk grad, molekylær subtype eller spesifikke behandlingsregimer påvirker prediktiv verdi av 3D SHAPE og 3D SHI. Det er derfor fortsatt uklart om disse teknologiene kan fungere uavhengig, eller om de først og fremst skal ses som komplementære verktøy sammen med annen bildediagnostikk som MR, CT og PET.

Likevel demonstrerte studien et tydelig potensial: Ved bruk av kontrastmiddelet Definity kunne man ikke-invasivt estimere IFP og dermed karakterisere tumorens fysiologiske respons på kjemoterapi langt tidligere enn med konvensjonelle metoder. Dersom dette videreføres og valideres i større prospektive studier, kan teknologien få betydelig innvirkning på hvordan brystkreft diagnostiseres og følges opp. Et av de langsiktige målene er å redusere behovet for biopsier, som både er ressurskrevende og forbundet med pasientbelastning.

For å sikre bredere klinisk implementering må teknologien optimaliseres for bruk sammen med ulike typer ultralydmaskiner og kontrastmidler, ettersom dagens resultater er spesifikke for Definity og de maskinene som ble benyttet i studien. Suksess i dette leddet vil øke overførbarheten til klinisk praksis og muliggjøre bredere bruk, både i primær diagnostikk og i løpende vurdering av behandlingseffekt.

Det som i tillegg bør tas høyde for, er betydningen av mikromiljøet i tumor. Økt interstitielt væsketrykk er ikke bare en markør for respons, men også en funksjonell barriere for tilførsel av terapeutiske midler. Ved å inkludere målinger av IFP i behandlingsforløpet, åpnes det for muligheter til å skreddersy terapien ikke bare basert på genetiske eller histologiske karakteristika, men også på fysiologiske faktorer som påvirker legemidlenes penetrasjon og effekt.

Det er også viktig å forstå at ikke-invasiv IFP-måling potensielt kan få betydning utover brystkreft, i andre solide tumorformer hvor interstitiell trykkgradient spiller en lignende rolle i behandlingsrespons og legemiddeldistribusjon. Samlet sett peker utviklingen av 3D SHAPE og SHI i retning av en mer dynamisk, pasienttilpasset kreftbehandling, hvor tidlig responsvurdering kan endre sykdomsforløpet gjennom rask tilpasning av terapiregimer.