Een veel voorkomende behandeling voor prostaatkanker is een prostatectomie, waarbij de prostaatklier geheel of gedeeltelijk wordt verwijderd. Recente onderzoeken hebben aangetoond dat deze procedure vaak te veel wordt voorgeschreven. Al in 2010 meldde de New England Journal of Medicine dat een dergelijke procedure het leven van slechts 1 op de 48 patiënten verlengde. Bijwerkingen van de operatie, waaronder urine-incontinentie en impotentie, kunnen de kwaliteit van leven van de patiënt beïnvloeden.

"Voor elke 20 operatieve ingrepen om de prostaat te verwijderen, wordt geschat dat er slechts één leven wordt gered", zegt Gabriel Popescu, directeur van het Quantitative Light Imaging Laboratory (QLI) en senior auteur van het onderzoek. "Voor de overige 19 mensen zouden ze beter met rust kunnen worden gelaten, want met het verwijderen van de prostaat gaat de kwaliteit van leven dramatisch achteruit. Dus als je een hulpmiddel had dat zou kunnen vertellen welke patiënt een grotere kans heeft op een slechte afloop, dan zou je die zaak agressiever kunnen behandelen. "

Bij een studie die werd gefinancierd door de National Science Foundation en Agilent Technologies, gebruikten onderzoekers ruimtelijke lichtinterferentiemicroscopie (SLIM), een labelvrije methode, om gelokaliseerde metingen van lichtverstrooiing in microarrays van prostatectomieweefsel uit te voeren. De kwantitatieve fasebeeldvorming (QPI) uitgevoerd door de SLIM onderzoekt de anisotropie, of het verschil in de fysieke eigenschappen van een materiaal, aangezien licht wordt verstrooid door het stroma, het weefsel rond de prostaatklieren. De resultaten zijn te vinden in een artikel "Voorspelling van terugkeer van prostaatkanker met behulp van kwantitatieve fase-beeldvorming", gepubliceerd in Scientific Reports.

De onderzoekers ontdekten dat de hogere waarde van anisotropie erop wees dat het weefsel meer georganiseerd is. Een lagere waarde gaf aan dat de verschillende componenten in het weefsel gefragmenteerd en ongeorganiseerd zijn.

"We ontdekten dat bij patiënten met slechte resultaten het bindweefsel rond de klieren (stroma) meer ongeorganiseerd is dan in het geval van patiënten met betere resultaten," zei Shamira Sridharan, een afgestudeerde onderzoeksassistent in het QLI Lab, en de hoofdauteur van de studie.

"Onder individuen die een prostatectomie ondergaan, zijn er een paar statistische instrumenten die rekening houden met verschillende klinische parameters en vervolgens het risico op herhaling voorspellen", zei Sridharan. "Maar onder mensen met een gemiddeld risico op herhaling, falen die methoden vaak, dus dit kan leiden tot onder- of overbehandeling. Het is duidelijk dat er nauwkeuriger instrumenten nodig zijn om herhaling onder dat cohort te voorspellen."

Bijvoorbeeld, zegt Sridharan, nadat een prostatectomie is uitgevoerd, wordt de tumor beoordeeld door de patholoog en, in combinatie met andere chirurgische parameters zoals de positiviteit van de chirurgische marge, of de kanker is binnengedrongen in de lymfeklieren, extensies van de prostaat en PSA-niveaus, wordt een herhalingsrisico toegewezen. Een deel van deze informatie is echter pas na de operatie beschikbaar. Door de kwaliteit van het weefsel rond de kankerklieren te onderzoeken, denken de onderzoekers dat ze de progressie van de ziekte in het preoperatieve of biopsiestadium kunnen bepalen.

De studie van 181 weefselmonsters verkregen van de door het National Cancer Institute gesponsorde Cooperative Prostate Tissue Resource (CPCTR) was afkomstig van personen die al een prostatectomie hadden ondergaan, waarvan ongeveer de helft geen recidief had en de andere helft wel. SLIM was in staat om die te identificeren waarin de kanker opnieuw zou verschijnen.

De studie is het resultaat van samenwerking tussen het QLI Lab en drie board-gecertificeerde pathologen: Drs. Andre Balla en Virgilia Macias van de Universiteit van Illinois in Chicago, en Dr. Krishnarao Tangella van het Presence Covenant Medical Center in Urbana, Illinois.

"Het is nogal opmerkelijk dat het verschil tussen kankers met slechte en goede uitkomsten niet in de kwaadaardige cellen wordt gevonden, maar in het weefsel naast de kanker. Mogelijk komt dit doordat het lichaam kan herkennen welke tumoren agressiever zijn en erop reageren. hen, 'zei Balla.

Een gevestigde methode voor het screenen op prostaatkanker is de prostaatspecifieke antigeentest (PSA).

"PSA is een zeer goed hulpmiddel om de herhaling van prostaatkanker te voorspellen bij een persoon die een prostatectomie heeft ondergaan", aldus Sridharan. "Maar toen PSA-screening voor het eerst begon, was er een enorme piek in het aantal gediagnosticeerde gevallen van prostaatkanker. Dus als een screeningstool inderdaad goed is, zou je een eerste piek zien, maar daarna zouden de gevallen afvlakken. Met PSA is die afvlakking nooit gebeurd. Het aantal gediagnosticeerde gevallen bleef hoog, dus nu beveelt de Preventative Task Force van de Verenigde Staten niet langer routinematige screening op PSA aan. "

"Op basis van de PSA-waarden ondergingen veel patiënten een biopsie en prostatectomie", legt Popescu uit. "Na prostatectomie gaan de serum-PSA-waarden naar bijna nul, omdat het bijna uitsluitend in de prostaat wordt geproduceerd. Dus PSA is een geweldig hulpmiddel na prostatectomie in termen van het voorspellen van herhaling als het niveau weer begint te stijgen, wat aangeeft dat de kanker is uitgezaaid naar andere plaatsen. Maar in dat stadium vóór de diagnose is het niet bijzonder goed, omdat het kan leiden tot overdiagnose.

"Het idee achter onze methode is dat, als we herhaling na prostatectomie kunnen voorspellen, de kans groot is dat we herhaling op biopsieniveau kunnen voorspellen, voordat er een radicale operatie wordt uitgevoerd.

"Waar SLIM erg goed in is, is om onzichtbare objecten zichtbaar te maken met gevoeligheid op nanoschaal", aldus Popescu. "Dus we kiezen deze structurele details zonder dat er kleuring nodig is, wat nieuwe variabelen in het preparaat kan introduceren.

"Het is onze droom dat iedereen SLIM-capaciteiten in zijn labs heeft", zei Popescu. "Je kunt je voorstellen dat een op SLIM gebaseerde tissue imager biopsieën in een kliniek scant en, in combinatie met software die intelligent genoeg is om naar deze specifieke markers te zoeken, de patholoog waardevolle nieuwe informatie zal verschaffen.