První aplikaci pro zhodnocení biochemických změn ve zhoubných útvarech léčených vlivem imunoterapie pomocí Ramanovy spektroskopie (publikace z Nature ke stažení zde) vyvinul vědecký tým z Arkansaské univerzity.
Imunoterapie, na rozdíl od ostatních terapeutických přístupů, nevede vždy k okamžitému a předvídatelnému utlumení růstu nádoru. Aktuálně také neexistuje žádný spolehlivý způsob, jak zhodnotit pacientovu reakci na léčbu. Zároveň pouze malá část postižených na léčbu reaguje a velké množství zvolených imunosupresiv má závažné nežádoucí účinky.
Ramanova spektroskopie je rychlá, nedestruktivní a spolehlivá metoda analýzy, která nevyžaduje žádné značení molekul. Je silným nástrojem, který může vylepšit přesnost diagnostiky díky hlubokému vhledu do biochemických změn, jež se v rakovinné tkáni projevují.
V tomto pilotním výzkumu bylo Ramanovo spektroskopické zobrazování (imaging) použito k diagnostice a klasifikaci chondrogenních nádorů, včetně enchondromů a chondrosarkomů v pokročilém stadiu.
Techniky Ramanovy spektroskopie
Ramanova spektroskopie zde byla použita k hodnocení molekulárního složení nádorů rakoviny tlustého střeva u myší léčených pomocí dvou druhů imunoterapeutických léků, které se nyní používají v klinické léčbě.
Byly naměřeny stovky Ramanových spekter těchto nádorů léčených různými imunoterapeutickými postupy, které pak byly použity jako vstupní data pro algoritmy strojového učení.
Poté byla porovnána data z každého nádoru s celým souborem, aby se zjistilo, zda existuje rozdíl mezi nádory, které dostaly různé formy imunoterapie, a nádory, které zůstaly neléčené. Zjistilo se, že metoda je schopná detekovat i rané formy nádorového bujení.
Diagnostika rakoviny pomocí Ramanovy spektroskopie
Diagnostika rakoviny je už dlouhou dobu jedním z nejobtížnějších úkolů medicíny, a právě Ramanova spektroskopie se stává stále důležitější pro detekci chemického složení tkání a buněk s tím, jak se vyvíjejí nové neinvazivní postupy nebo se vylepšují staré.
Ramanova spektroskopie prokázala patologické abnormality ve složkách kostních matric a používá se i k analýze běžných biochemických charakteristik kostí. Mezi tyto změny patří modifikace v rozkladu fosfátů, uhličitanů a kolagenu, stejně jako spektrální modifikace v kostních metastázách způsobených rakovinou prostaty či prsu.
Vznik kalcifikací byl potvrzen i topografickou analýzou, která je v souladu s histologickou morfologií chrupavčitých nádorů, ty zpravidla odhalují amorfní depozita vápníku a osifikaci. Ve vzácných případech může nadměrný vývoj kostí vést k nesprávné diagnóze osteosarkomu.
I v tomto případě se Ramanova spektroskopie ukázala být silným nástrojem pro diagnostiku.
Detekce prolinu pomocí Ramanovy spektroskopie
Prolin je zásadní aminokyselinou pro tvorbu kolagenu. Stupeň malignity se zdá být úzce spojen s četnými biochemickými obsahy pochody, jako je rozpad kolagenu, z něhož pramení právě zvýšený obsah prolinu, buněčná proliferace nebo variabilní biochemické složení nekolagenních proteinů s ohledem na obsah proteoglykanů.
Tyto procesy jsou dalším argumentem pro všestranné využití Ramanovy spektroskopie v tomto oboru.
