Vėžio žymenų tyrimams – inovacija, įkvėpta gamtos
Šiuolaikinis vėžio gydymas kelia naujus reikalavimus audinių patologijos tyrimų tikslumui, atkartojamumui bei gaunamos informacijos išsamumui. Molekulinių biožymenų tyrimai vėžio audiniuose vis dažniau pasitelkiami parenkant taikininę terapiją bei numatant tolimesnę ligos eigą, tačiau jų erdvinis pasiskirstymas vėžio audinyje gali būti netolygus (heterogeniškas). Todėl pasirinkta vėžio terapija gali būti veiksminga vienai vėžio ląstelių populiacijai ir visiškai netinkama kitoms, nulemiančiomis tolesnį ligos progresavimą.
Vėžio audinio heterogeniškumo ir integruotų biožymenų nustatymo problemą sprendė tarptautinė tyrėjų komanda, vadovaujama prof. Arvydo Laurinavičiaus. Vilniaus universiteto, Kanų universiteto (Caen, Prancūzija) ir Notingemo universiteto (Nottingham, JK) tyrėjai (Indra Baltrušaitytė, Justinas Besusparis, Ian Ellis, Yasir Iqbal, Paulette Herlin, Aida Laurinavičienė, Raimundas Meškauskas, Benoit Plancoulaine ir kiti) įgyvendino ES Socialinio fondo projektą „Išsamus biožymenų raiškos intranavikinio heterogeniškumo įvertinimas skaitmeninės imunohistochemijos vaizdo analizės būdu“.
Pasinaudodami naujomis galimybėmis, kurias teikia skaitmeninės patologijos technologijos, tyrėjai sukūrė unikalias vėžio audinio heterogeniškumo vertinimo metodologijas. Erdvinių biožymenų raiškos aspektų vertinimui pritaikytas šešiakampės gardelės (medaus korio) principas, matematiškai apdorojant mikroskopinio vaizdo analizės rezultatus ir generuojant išsamų biožymens raiškos rodiklių rinkinį. Tokiu būdu, be įprastinio biožymens vidutinės raiškos audinyje nustatymo, galima apskaičiuoti erdvinės entropijos, bimodališkumo ir kt. rodiklius, automatiškai ir standartizuotai nustatyti „karštus“ taškus bei įvertinti jų dydį ir „temperatūrą“ (pasiūlyta „Pareto karštojo taško“ koncepcija), aptikti ir eliminuoti vaizdo analizės artefaktus, atskleisti ir kiekybiškai įvertinti integruotus biožymenis – vidinius veiksnius, valdančius susietą daugybinių IHC žymenų variaciją tiriamajame audinyje.
Projekto metu taip pat buvo atlikti analitinio ir klinikinio validavimo eksperimentai, kurie leido nustatyti naujus nepriklausomus prognostinius krūties vėžio parametrus (integruotas Ki67/SATB1 žymuo, Ki67 raiškos bimodalinis pobūdis). Išsamiosios IHC koncepcija, kaip visuotinio IHC testo (C. R. Taylor, 2000) plėtinys skaitmeninių technologijų eroje, apibendrinta kviestiniame straipsnyje (Comprehensive immunohistochemistry: digital, analytical, integrated. Pathobiology, 2015, spaudoje).
„Sukurtos metodologijos ir analizės įrankiai iš esmės yra universalūs. Jie gali būti pritaikomi įvairiems biožymenims įvairiuose audiniuose vertinti, taip pat gali būti integruojami su įvairiais mikroskopinio vaizdo analizės įrankiais. Sukaupėme unikalią patirtį mikroskopinio vaizdo analitikos srityje ir matome plačias plėtros ir taikymo perspektyvas. Projekte naudojomės Santaros slėnio Skaitmeninės ir molekulinės patologijos laboratorijos technologijų platforma, savo ruožtu, projekto dėka sukūrėme gerą pagrindą jos moksliniam konkurencingumui ir tolesnei plėtrai“, – komentavo prof. Arvydas Laurinavičius. „Galima sakyti, matematinė medaus korio konstrukcija yra įkvėpta gamtos, tačiau iš tiesų ji gana seniai ir sėkmingai taikoma geografijos, ekologijos ir kituose moksluose, pažengusiuose erdvinio modeliavimo srityje. Mums tiesiog kilo mintis šį principą pritaikyti mikroskopiniams vėžio vaizdams, dabar atrodo savaime suprantama…“.
Projektas „Išsamus biožymenų raiškos intranavikinio heterogeniškumo įvertinimas skaitmeninės imunohistochemijos vaizdo analizės būdu“ (NR.VP1-3.1-ŠMM-07-K-03-051) buvo vykdomas 2013-05-02 – 2015.11.30) ir finansuojamas Europos Sąjungos Socialinio fondo lėšomis, įgyvendinant priemonę „Parama mokslininkų ir kitų tyrėjų mokslinei veiklai (visuotinė dotacija)“.
