Kızılötesi Görüntüleme: Meme Kanseri Biyopsisini Derecelendirmede Yeni Yöntem

Meme Kanseri Patolojilerini Değerlendirmede (Grade Belirleme) Hali Hazırda Kullanılan Sistemler Hakkında Kısa Bilgi

Meme kanseri, dünya çapında en yaygın kanser türlerinden biri olmasının yanı sıra tedavi alanındaki son gelişmeler ile yaşam kaybı oranlarında ciddi azalmalar sağlanmıştır. Klinisyenlerin yine de çok farklı çeşitteki meme kanserli hastalar için hangi tedavilere ihtiyaç duyulduğunu belirlemek için daha doğru tekniklere acil ihtiyacı vardır. Bu özellikle, östrojen reseptörü (ER) pozitif meme kanserli hastaları için geçerlidir.

Östrojen reseptörü pozitif meme kanserleri, tüm meme kanserlerinin yaklaşık % 80'ini oluşturur ve homron tedavisi artı kemoterapi, bu hastaların temel medikal tedavisidir. Bununla birlikte hormon pozitif her hastaya – özellikle erken evre, tümörü küçük hastalara – kemoterapilerin ek fayda sağlayıp sağlamadığına klinisyenlerin karar vermesini gerekir. İşte bu kemoterapi kararının en önemli belirleyicilerinden biri meme kanseri dokusunun grade (derece) ölçümüdür.

• Meme kanseri ameliyatı sonrası kemoterapi almayacak hastaları nasıl belirleriz?

Bir kanserin gradei tümör hücrelerinin farklılaşma derecesi ve tümördeki mitoz bölünme sayısını tanımlar ve kanserin agresifliği ile orantılıdır. Derecesi (grade) fazla olan tümörler daha az farklılaşmış ve daha sık bölünen kanser hücrelerinden oluşur. Genelde grade 1-4 arasında numaralandırılır.

Halihazırda meme kanseri dokusunun histopatolojik (mikroskop altında) tanısında kullanılan en yaygın uygulama hematoksilin ve ezoin (H+E) boyamasıdır. Genellikle göz ile derecelendirilen bölümler, hastalığa özel derecelendirme protokolleri kullanmayı gerektirdiğinden öznel ölçütlere dayanmaktadır. Örneğin yaklaşık 24.000 biyopsi analizini yapan meme kanseri dokusunun derecelendirmesi ile uğraşan 732 patoloji doktoru, grade konusunda ortalama %73 oranında hemfikir olabilmişlerdir.

Elektromanyetik spektrumun orta kızılötesi (orta-IR) kısmı yaklaşık olarak 2.5 µm ve 25 µm arasındaki dalga boylarını kapsamaktadır. Moleküller bu dalga boylarını lineer olarak kimyasal bağlarına özgü olan vibronik geçişlerle emerler. Bunun sonucunda farklı moleküllere özgü farklı parmak izi (finger print) tepecikleri ortaya çıkar. Kızılötesi kimyagerleri, çoğu zaman otomatik sistemlerde bilinmeyen karışımların kimyasal bileşimlerini analiz etmek ve çeşitli bileşiklerin bir karışımdaki konsantrasyonlarını ölçmek için uzun süredir kızılötesi ışık kullanmaktadır.

Meme Kanseri Grade İçin Yeni Yaklaşım: Digistain

Bilim insanları Digistain ismini verdikleri yeni yaklaşım ile 2 boyutlu görüntülerde özel olarak seçilmiş orta kızılötesi dalga boylarının emilimini ölçerek yukarıdaki tekniği genişletmişlerdir. 8 µm ve 6 µm olarak seçilen dalga boyları, sırasıyla, dokuda mevcut olan fosfat (nükleer) ve amid (sitoplazmik) kısımlarda titreşimsel uyarımlar olarak emilir (absorbe edilir). Ham emilim verileri, bu iki kimyasal bileşenin oranının bir doku bölümü boyunca ve belirli bir yüzde seviyesinde kesinlik içeren uzaysal haritasını oluşturmak için işlenir. Daha sonra bir bilgisayar bu bilgilere göre doku görüntüsünü renklendirir. Bir patolog, H+E ile boyanmış bir meme kanseri patoloji bloğunu referans alarak bir “ilgi bölgesi” seçer ve tümörün Digistain görüntüsündeki karşılık gelen piksel değerlerinin, bir de yüzde seviyesi hassas olan Digistain görüntü skoru “DI score” üretmek için ortalamasını alır. Sonrasında daha önceki histopatolojik ve klinik verilerle ilişki kurulur.

Bilim insanları yaptıkları çalışma sonucunda patoloğun bulduğu grade değeri ile kızılötesi ölçüm socunu bulunan değer arasında kuvvetli ilişki (korelasyon) bulmuşlardır, yani iki farklı ölçümün sonuçları birbiri ile tutarlıdır.

Yeni Digistain tekniği, kanser dokusunun rutin olarak işlenmiş fakat henüz boyanmamış parafin bloklarını kullanır ve nükleer-sitoplazmik kimyasal oranı dakikalar içinde belirleyebilir. Tümör dokusunun grade’i bu orana göre belirlenir. Hücre çekirdeği ne kadar aktifse bu oran ve dolayısı ile grade o kadar yüksektir. Test, bu konuda ileri eğitim almamış personel tarafından tek bir fare tıklaması ile gerçekleştirilebilir ve ürettiği görüntü bilgileri, dijital alandaki depolanabilir, iletilebilir ve büyük veri (Big Data) aracılığıyla analiz edilebilir.

Gelecekteki çalışmalar, Digistain görüntülerinin dijital formatta olması nedeniyle, derecelendirme işleminin kısmen veya tamamen otomatik hale getirilmesine izin verebilir. Görüntüleme ölçümünün kontrollü ve objektif niteliğinden dolayı Digistain görüntülerin piksel değerlerinin nükleer-sitoplazmik kimyasal oranı ile doğrudan ilişkilendirilebilen mutlak değerler olduğu not edilmelidir. Nükleer-sitoplazmik kimyasal oranının kendisi bilinen bir kanser biyobelirtecidir. Bu “mutlak değer” özelliği, biyomedikal görüntüleme alanında oldukça sıra dışıdır ve gelecekteki makine görüşlü görüntü analizi için yeni yollar sunacaktır.