Hoewel vroege detectie van borstkanker van cruciaal belang is, kan een vroege voorspelling van hoe goed de neoadjuvante chemotherapiebehandeling vóór de operatie werkt, ook een kans bieden wanneer de behandeling kan worden gewijzigd en een grote impact hebben op de kwaliteit van leven van de patiënt.

Een interdisciplinair team van onderzoekers van de Washington University in St. Louis heeft ontdekt dat het combineren van gegevens van tumorbiomarkers, echografie en echogeleide diffuse optische tomografie (DOT) na de eerste cyclus van preoperatieve neoadjuvante chemotherapie van een patiënt een zeer nauwkeurige voorspelling opleverde van hoe de tumor reageerde op de behandeling. De resultaten van een klinische proef aan de Washington University School of Medicine en het Barnes-Jewish Hospital zijn online gepubliceerd in: Onderzoek en behandeling van borstkanker Mei 10, 2021.

Quing Zhu, hoogleraar biomedische technologie aan de McKelvey School of Engineering en radiologie aan de School of Medicine, leidde een team van ingenieurs en radiologen in de driejarige klinische proef met patiënten met verschillende soorten borstkanker, waaronder triple-negatieve borstkanker. kanker, humane epidermale groeifactor receptor 2 (HER2+), en oestrogeenreceptor-positieve/humane epidermale groeifactor 2 negatief (ER+/HER2-). Door beeldvorming uit te voeren na de eerste cyclus van neoadjuvante chemotherapie, die varieert van twee tot drie weken, afhankelijk van het type behandelingsregime dat wordt gebruikt, zei Zhu. Het voorspellingsmodel op basis van tumorbiomarkers en beeldvormingsparameters kan voorspellen hoe goed de kanker reageert.

"We ontdekten dat de tumorbiomarkers en de parameters voor nabij-infrarood- en ultrageluidbeeldvorming samen de beste eerdere voorspellers zouden zijn om ons een gebied onder de ontvangende operatiecurve, of AUC, van 0.94 te geven," zei Zhu, een pionier in het combineren van echografie en bijna -infraroodbeeldvormingsmodaliteiten voor kankerdiagnose en behandelingsbeoordeling. “Als we de beeldvorming verlengen tot het einde van cyclus 3 van de neoadjuvante behandeling, 1 1/2 tot twee maanden in de behandelingsperiode van zes maanden, kan de voorspelling AUC 0.97 bereiken, de beste in de literatuur met betrekking tot het monitoren van de respons op de behandeling van neoadjuvante chemotherapie. ”

In de studie ondergingen 38 vrouwelijke patiënten met borstkanker echografie en echogeleide DOT voorafgaand aan het begin van neoadjuvante chemotherapie, aan het einde van elk van de eerste drie behandelingscycli en voorafgaand aan de operatie. Het DOT-systeem bestaat uit een handheld-sonde van 10 centimeter en een nabij-infraroodsysteem dat in het laboratorium van Zhu is ontwikkeld en dat in minder dan 14 seconden niet-invasief gegevens van de borst haalt van negen bronnen en 4 detectoren.

"In deze technologie wordt het nabij-infraroodlicht afgegeven aan het borstweefsel en geabsorbeerd door de tumor", zei Zhu. "Als er geen tumor is, zal er een sterkere reflectie van het licht zijn naar het borstweefseloppervlak. Met behulp van een tomografiebeeldreconstructie-algoritme kan de tumorabsorptiekaart worden gereconstrueerd en kan de totale hemoglobineconcentratie worden berekend uit absorptiekaarten van meerdere optische golflengten. De totale hemoglobineconcentratie is direct gerelateerd aan het tumorvasculatuur. Deze technologie is erg gevoelig en de lichtpenetratiediepte kan oplopen tot 4 centimeter tot 5 centimeter, maar de resolutie is laag, dus we koppelen deze aan de echografie om de resolutie te verbeteren.”

Door deze combinatie van twee modaliteiten kunnen de onderzoekers bepalen of het vaatstelsel, of het bloedvatnetwerk, van de tumor afneemt en de tumorgrootte krimpt, wat een goede behandelingsrespons voorspelt, zei Zhu. Anders reageert de tumor mogelijk niet op de behandeling en kunnen artsen een vroege operatie overwegen of overgaan op een ander behandelingsregime om de behandelresultaten van de patiënt te verbeteren.

In de toekomst wil Zhu het DOT-systeem kleiner maken, zodat het aan het bed van de patiënt in de infuusklinieken kan worden gebruikt. Uiteindelijk zou ze het willen integreren met een bestaande ultrasone machine, die compact en goedkoop is, om een ​​beeldvormingsbeoordeling met twee modaliteiten te bieden. Ze werkt samen met het Office of Technology Management van de universiteit om de technologie, waarvoor Amerikaanse patenten zijn aangevraagd, te commercialiseren.

"We kunnen de patiënt vlak voor de behandeling en tijdens vroege behandelingscycli in beeld brengen om artsen te helpen beslissen wie wel en wie niet reageert", zei ze. "Als we dit in een vroeg stadium kunnen beslissen, hoeven we de patiënt niet de giftige chemotherapiemedicijnen te blijven geven en aan het einde van de behandeling erachter te komen dat tumoren niet op de medicijnen reageren."

###