Kanser teşhisi çok tatsız bir yolculuğun başlangıcıdır. Genetik değişiklikleri veya kromozomal anormallikleri öğrenmek için tümör hücreleri üzerinde yapılan invaziv ve zaman zaman acı verici biyopsiler, sürecin en tatsız kısımları arasındadır.
Doğru bir kanser teşhisi, prognoz tahminleri ve tedavi seçenekleriyle birlikte büyük ölçüde bu verilere dayanır. Alberta Üniversitesi’nden Roger Zemp ve meslektaşları, doku çıkarmak yerine ses dalgalarını kullanarak bu genetik bilgiyi elde etmek için yeni bir yol geliştirdi. Zemp bu yöntemi Ottawa kentinde düzenlenen son Amerika Akustik Derneği toplantısında sundu.
Zemp ile birlikte çalışan yüksek lisans öğrencisi Joy Wang, geleneksel biyopsileri korkutucu ve dayanılmaz olarak tanımlıyor. “Bizim yaklaşımımız acıyı ortadan kaldırıyor ve kanserle ilgili daha kesin genetik bilgi sağlayabiliyor.”
Biyopsi iğnesi insan vücudu için bir delgeç gibidir. Çapı neredeyse 2 mm olabilen bu uzun, içi boş iğnelerle genellikle 1 ila 2 mm çapında bir et çekirdeği delinir. Bunu bir perspektife oturtmak gerekirse, bir kan alma iğnesinin tipik çapı yarım milimetredir. Biyopsi iğneleri bu kadar büyük delikler açtığından, hem toplama işlemi sırasında hem de sonrasında biyopsi bölgesinde ağrı, şişme, morarma veya enfeksiyon görülme olasılığı çok daha yüksektir.
Hastalar çıplak bırakılma düşüncesiyle ciddi bir endişe yaşayabilir. Bir kişinin kaygı seviyeleri, şüpheli bir şişkinlik veya yumruyu inceletmekten kaçınacak kadar yükselebilir. Sonuç olarak, bilim insanları aynı bilgiyi elde etmek için daha az invaziv ve korkutucu olan biyopsilere alternatifler aramaktadır. Zemp’e göre, bazı malignitelerin erken teşhisini potansiyel olarak mümkün kılabilecek alternatif yöntemler var.
Zemp ve meslektaşları tarafından geliştirilen yöntemlerde, kanser hücrelerinin içerdikleri genetik verileri ifşa etmelerini sağlamak için ultrason darbeleri kullanılıyor. Hastalardan bu bilgiler, standart bir biyopsiden çok daha az invaziv, pahalı ve zaman alıcı olan normal bir kan alımı sırasında alınabilir ve aynı zamanda dolaşımda dolaşır.
Zemp ve meslektaşları, tıbbi görüntüleme için kullanılan yüksek frekanslı ultrason dalgalarından önemli ölçüde daha yoğun olan düşük frekanslı bir ultrason ışını kullanarak bir dizi test gerçekleştirdi – yaklaşık on kat daha güçlü. Tümör hücreleri içindeki çözünmüş gazlar, temelde sıkıştırıcı tepe noktaları (yüksek basınç) ve sıkıştırıcı çukurların (düşük basınç) dönüşümlü döngülerine sahip bir dalga olan ultrasonik ışınla etkileşime girdi. Hücrelerin içindeki gaz molekülleri, dalganın düşük basınçlı kısmı sırasında kabarcıklar halinde birleşti. Daha sonra, kabarcıklar yüksek basınç bileşeni nedeniyle patladı. Patlama kuvveti, ışının yolundaki hücrelerin hücre zarlarındaki küçük kanalları anlık olarak çatlatacak kadar yüksekti. Araştırmacılar tarafından yapılan bazı deneylerde tıbbi görüntülemede kullanılan ultrasonik ışının gücünün yüz katı kullanıldı. Bu incelemelerde, ultrasonik ışın tümör hücrelerini geri döndürülemez şekilde parçalayarak tüm içeriklerini serbest bıraktı; bu da bazı bağlamlarda yararlı olabilecek bir bulguydu.
Araştırmacılar, her iki çalışma grubunda da hücreler tarafından üretilen biyomoleküllerin, kötü huylu insan tümörlerini büyüten farelerin dolaşımındaki kanserle ilgili DNA ve RNA biyobelirteçlerinin seviyelerini 100 kat artırdığını gözlemledi. Kandaki bir tahlil, biyobelirteçleri bu yükseklik seviyesinde tespit edebiliyordu. Farelerin tümörlerinden doğrudan materyal toplamak için 0,5 mm çapında küçük bir iğne kullanan ekip, tekniğin verimliliğini de inceledi. Wang’a göre, biyobelirteç konsantrasyonu bu örneklerde 50.000 kat kadar daha yüksek olabilirdi. Zemp’e göre, “kanda doğal olarak çok az sayıda tümöre özgü biyobelirteç bulunuyor” ve bu da tanı koymak için kan testlerinin kullanılmasını zorlaştırıyor. “Yaptığımız iyileştirmelerle bu süreç önemli ölçüde daha basit hale gelebilir.”
Ayrıca Zemp ve meslektaşları, yöntemlerinin kan testlerinin kanser biyobelirteçlerini erken bir aşamada tespit etmesini sağlayabileceğini gösterdiler. Kanseri vücutlarının diğer bölgelerine yayılmamış kişilerin bile kanlarında genellikle tümör hücreleri bulunur. Zemp’e göre bir kan testinde tümör hücresi bulmak “samanlıkta iğne aramak gibi milyarda bir sorun” çünkü kanın her mililitresinde sadece bir ya da iki hücre bulunuyor. Bu mümkün, ancak her bir testin maliyeti 10.000 dolardan fazla olduğu için sıklıkla kullanılmıyor. Zemp ve meslektaşları, prostat kanserinden muzdarip erkeklerden alınan kan örnekleri üzerinde ultrasonik yöntemlerini kullanarak, kandaki kanser hücrelerini parçalama ve içeriklerini belirleme yeteneğini gösterdiler. Zemp’e göre, klinik bağlamda böyle bir testin maliyeti birkaç on dolar kadar düşük olabilir.
Ekibin şu anda üzerinde çalıştığı erken tespit teknolojisini göstermek için daha fazla sayıda klinik numune kullanılacak. Ayrıca, heyecan verici yeni bir gelişme olan kemik dokusunu araştırmak için ultrasonik dalgaların nasıl kullanılacağını bulmaya çalışıyorlar. Kemik hücrelerinin ultrason kullanılarak parçalanması oldukça zordur çünkü dalgaları çok iyi yansıtırlar. Bu, ekibin kan ve yumuşak dokularla çalışma deneyiminin aksine bir durum. Lösemi, lenfoma veya miyelom gibi kan malignitelerini teşhis etmek ve evrelemek için doktorların sıklıkla kemiğin yumuşak çekirdeğinden veya iliğinden örnek almaları gerekir; bu da şu anda ultrasonik darbeler kullanılarak kemiğin dışından erişilemez. Zemp’in ekibi tarafından geliştirilen ultrason “matkabı”, geleneksel biyopsiye kıyasla çok daha az kemik hasarı ile lösemi hücrelerini serbest bırakma potansiyeline sahip.
Kemik iliği biyopsilerine iğnesiz alternatifleri keşfetmenin henüz ilk aşamalarındayız, ancak yumuşak doku kanserleri için insan in vivo çalışmalarına yaklaşıyoruz. Wang’a göre, bu yöntemin kanser teşhisine dahil edilebilmesi, doktorlara hastaya özgü verileri daha hızlı, kolay ve uygun maliyetli bir şekilde sağlayarak bu alanda devrim yaratabilir. “Her kanser hastasının kendine özgü bir durumu vardır” diyor Wang. Kanser hastalarının prognozlarını iyileştirme konusunda ciddiysek, tedavi rejimleri her hastanın kanserinin özelliklerine göre bireyselleştirilmelidir. Eğer bu konuda başarılı olursak, kanserin tedavisi mümkün olabilir.
Kaynak: https://physics.aps.org/articles/v17/116
