Nowotwory piersi dzielą się na kilka różnych typów – na podstawie charakterystyki komórek nowotworowych i występowania receptorów hormonalnych. W przypadku nowotworów obejmujących receptory hormonalne mogą występować zarówno receptory estrogenowe, jak i receptory progesteronowe lub oba ich rodzaje. Tego rodzaju zmiany zwykle mają tendencję do wolniejszego rozwoju w porównaniu z nowotworami pozbawionymi receptorów hormonalnych.
W 20 proc. przypadków raka piersi występuje nadmierna ekspresja receptora 2 ludzkiego naskórkowego czynnika wzrostu (HER2). Rak piersi HER2+ jest szczególnie agresywną postacią nowotworu. Mimo to istnieją leki ukierunkowane na białko HER2, które mogą być stosowane w połączeniu z innymi metodami leczenia, takimi jak chemioterapia i radioterapia. Z tego powodu konieczne jest dokładne określenie poziomu ekspresji receptora HER2, aby można było skutecznie przewidzieć, czy terapie celowane przyniosą korzyści pacjentom.
Technologia oparta na sondach pozwala na wykrywanie biomarkerów in vivo.
Ekspresja receptora HER2 jest zwykle oceniana przy pomocy immunohistochemii. Przeprowadzenie badania tą techniką jest jednak niezwykle pracochłonne i wymaga tkanki nowotworowej pozyskanej dzięki biopsji. Istnieją jednak obawy dotyczące zmienności i interpretacji wyników immunohistochemii, szczególnie w przypadku wyników fałszywie dodatnich z powodu nadmiernego zabarwienia lub fałszywie ujemnych z powodu pobrania niereprezentatywnej próbki w czasie biopsji.
Aby rozwiązać te problemy, zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SDS-OmiProbe opracował przełomowe urządzenie, które pozwala na wykrywanie receptora HER2 i innych biomarkerów nowotworowych in vivo. Urządzenie składa się ze szklanej nanosondy zawierającej bioczujnik światłowodowy umożliwiający wykrywanie biomarkerów. Sonda jest umieszczana wewnątrz bardzo cienkiej igły biopsyjnej i połączona z analizatorem optycznym, który wykorzystuje oprogramowanie i algorytmy do przetwarzania sygnału optycznego na wyniki diagnostyczne, które pozwalają na określenie wyniku badania HER2 guza.
– Urządzenie inPROBE umożliwia szybką diagnostykę raka piersi in vivo na podstawie danych liczbowych i jednocześnie nie pozostawia miejsca na fałszywe wyniki – wyjaśnia Magdalena Staniszewska, koordynatorka projektu oraz CSO spółki SDS Optic.
Sprawniejsza diagnostyka
Urządzenie inPROBE pozwala na wykonywanie minimalnie inwazyjnych zabiegów, skracając czas postawienia diagnozy i umożliwiając uzyskanie obiektywnych wyników. Grubość sondy sprawia, iż jest ona bezpieczniejsza w użyciu, a same badania są mniej bolesne i mniej stresujące dla pacjentów. Co ważne, nowe narzędzie pozwala na natychmiastowy pomiar choćby pojedynczych komórek HER-dodatnich, skracając czas badania biomarkerów i oczekiwania na wynik z kilku dni lub tygodni do zaledwie kilku minut.
– Nasza technologia nie tylko skróci czas diagnostyki, ale także pozwoli na prowadzenie badań in vivo i dostarczy obiektywne wyniki bez konieczności przeprowadzania biopsji tkanek – podkreśla Staniszewska.
Rozwiązanie opracowane w ramach projektu SDS-OmiProbe oferuje zwiększoną precyzję diagnostyczną, wspomagając stosowanie innowacyjnych metod leczenia raka. Może być stosowane do monitorowania leczenia w czasie rzeczywistym i w stanie naturalnym, dzięki czemu stanowi szybkie i skuteczne narzędzie dla specjalistów, którzy dotychczas nie dysponowali podobnym rozwiązaniem.
Badania kliniczne urządzenia i perspektywy na przyszłość
Urządzenie diagnostyczne inPROBE jest w tej chwili poddawane testom klinicznym w celu porównania osiągów z dotychczasowymi metodami określania markerów HER2. Pierwsza część badania z udziałem pacjentek z potwierdzoną diagnozą nowotworu piersi HER2+ na podstawie wyników biopsji nie wykazała żadnych działań niepożądanych związanych ze stosowaniem urządzenia inPROBE. Plany na przyszłość obejmują rygorystyczne testy skuteczności i bezpieczeństwa na większej grupie pacjentów, zanim urządzenie zostanie dopuszczone do wprowadzenia na rynek.
Projekt SDS-OmiProbe pomógł zespołowi stworzyć platformę technologiczną do produkcji biologicznych komponentów urządzenia inPROBE. Magdalena Staniszewska przewiduje wykorzystanie tej platformy do rozwoju technologii inPROBE i funkcjonalizacji czujników w celu badania biomarkerów nowotworowych związanych z innymi rodzajami raka, takich jak rak prostaty.
