Uusi kuvantamisanalyysi mullistaa pään ja kaulan alueen syövän diagnostiikan

Pään ja kaulan alueen syöpä eli levyepiteelikarsinooma on kymmenen yleisimmän syöpätyypin joukossa.

Koneälyyn perustuvan menetelmän avulla Helsingin yliopiston tutkijat yhteistyössä Turun yliopiston sekä Saksan Max Planck Instituutin kanssa analysoivat satoja biopankin potilasnäytteitä yksittäisten solujen tarkkuudella. Uusi teknologia luo eräänlaisen "sormenjäljen" jokaisesta potilaasta, jonka perusteella voidaan arvioida syövän ennustetta ja hoitovastetta.

Tutkimuksen merkittävin löydös oli uuden kuvantamisanalyysimenetelmän kehittäminen. Tämän menetelmän avulla pystyttiin tunnistamaan kaksi aiemmin havaitsematonta potilasryhmää. Ensimmäisessä ryhmässä ennuste oli poikkeuksellisen hyvä, toisessa poikkeuksellisen huono. Ero selittyi syöpäsoluja ympäröivän kudoksen koostumuksella. Jälkimmäisessä ryhmässä taudin aggressiivisuus liittyi Epidermaalisen Kasvutekijän (EGF-kasvutekijä) välittämään signalointiin syöpäkudoksen ja ympäröivän kudoksen välillä.

– Nämä tulokset ovat läpimurto syövän kehityksen ymmärtämisessä ja diagnostiikassa. Olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että syöpäsolujen ja ns. terveen kudoksen solutyyppien erityisillä yhdistelmillä on vahva ennusteellinen vaikutus syövän etenemiseen. Lisäksi tunnistimme keskeisen signaalinvälitysreitin joka selittää tämän yhteisvaikutuksen ja johon voidaan lääkkeellisesti puuttua ja siten vaikuttaa merkittävästi syövän etenemiseen,  tutkimusjohtaja Sara Wickström sanoo.

– Lisäksi menetelmämme pystyi tunnistamaan potilaat, joilla on erityisen huono ennuste ja jotka hyötyisivät aggressiivisesta hoitostrategiasta. Toisaalta tunnistimme myös potilasryhmän, joiden ennuste on hyvä ja joille voisi riittää kevyempi hoito, kuten pelkkä kirurginen toimenpide. Tämä parantaisi potilaiden elämänlaatua, kertoo tutkijatohtori Karolina Punovuori Wickströmin tutkimusryhmästä.

Diagnostinen testi kehitteillä

Uusi kuvantamismenetelmä avaa oven pään ja kaulan alueen syövän täsmädiagnoosille. Tutkijat kehittävät tällä hetkellä diagnostista testiä tämän syöpätyypin tarkempaan diagnosointiin. Lisäksi he tutkivat menetelmän käyttöä myös muiden syöpätyyppien, kuten paksusuolen syövän, diagnostiikassa. Sovellusten, jotka voivat tulla syöpäklinikoiden käyttöön, kehittämiseen he ovat saaneet Business Finlandin Research to Business -rahoituksen Multivision Diagnostics -projektille.

– Tutkimuksemme hyödyntää uusimpia koneoppimisen ja spatiaalisen biologian analyysimenetelmiä. Analysoimme satoja potilasnäytteitä ja miljoonia soluja, mikä on mahdollista ainoastaan tehotietokoneiden avulla. Tämä tutkimus on osa uutta syöpädiagnostiikan vallankumousta, ja uskomme, että tämä teknologia tulee parantamaan merkittävästi syöpien diagnostiikkaa ja hoitostrategioiden tarkkuutta tulevaisuudessa, Sara Wickström kertoo.

– Vasta-ainevärjäykseen perustuva näytteiden kuvantaminen on jo olemassa kliinisessä käytössä, Menetelmä ei tule siksi olemaan erityisen kallis koska siihen tarvitaan vain tämä meidän kehittämämme algoritmi sekä vasta-aineiden erityinen yhdistelmä. Ajatellen syövän hoidon kustannuksia tämä on itse asiassa melko halpaa, hän jatkaa.

Pään ja kaulan alueen syövät ovat yleistyneet huomattavasti viimeisten 30 vuoden aikana. Suomessa todetaan vuosittain 700–900 uutta tämän alueen syöpää. Elossaolon 5-vuotisennuste Suomessa on 67 %.