Команда израильских исследователей из университета им. Бен-Гуриона и университетской клиники Сорока разработали новую скрининговую методику, которая позволит успешно выявлять опухоли молочной железы на ранних стадиях. В ее основе лежит доступная технология, которая с высокой точностью обнаруживает специфические для рака груди биологические маркеры в образцах выдыхаемого воздуха и мочи.
Авторы использовали два уже существующие устройства, известные как «электронный нос», снабженные газовыми датчиками для улавливания и анализа выдыхаемого воздуха, а также метод газовой хроматографии-масс-спектрометрии для измерения уровня определенных веществ в моче. Результаты своего эксперимента они описали в научной статье, опубликованной авторитетным изданием Computers in Biology and Medicine.
В ходе недавнего исследования израильские ученые установили, что использование двух разных «электронных носов», способных фиксировать уникальные характеристики рака молочной железы в образцах выдыхаемого воздуха, позволяет выявлять наличие опухолей с точностью более чем 95%. В то же время, модернизированный ими статический анализ образцов мочи, взятых как у здоровых людей, так и у пациенток с диагностированным раком груди, продемонстрировал среднюю точность 85%.
«Уровень выживаемости при раке молочной железы напрямую зависит от стадии, на которой он был обнаружен, – говорит профессор Иегуда Зейри с факультета биомедицинской инженерии университета им. Бен-Гуриона. – Не секрет, что раннее выявление опухоли существенно повышает шансы на благоприятный исход лечения. Поэтому создание точных методов для обнаружения самых мелких новообразований, на начальной стадии, является приоритетом. Разработанный нашей командой подход, основанный на анализе образцов выдыхаемого воздуха и мочи с помощью недорогих уже присутствующих на рынке технологий, является простым, неинвазивным, доступным и может быть легко реализован в самых разных условиях».
Регулярные обследования являются важным условием для своевременного распознавания болезни, однако некоторые виды скрининга имеют свои недостатки. Они могут быть болезненными, давать ложноположительные или ложноотрицательные результаты. Так, например, маммография, несмотря на то что существенно снижает смертность от рака молочной железы, не всегда способна обнаруживать мелкие новообразования и некоторые инвазивные виды опухолей. По данным Американского онкологического общества, маммография пропускает каждую пятую опухоль.
Кроме того, около 40–50% женщин, которым по возрасту рекомендуется регулярно проходить рентгенологическое обследование груди, имеют плотную ткань молочных желез, и этот вид диагностики в их случае может быть недостоверным. В действительности, стандартная чувствительность маммографии, точность которой составляет 75–85%, в случае с плотными тканями груди падает до 30–50%.
У современных методов, использующихся для выявления мелких опухолей, также хватает недостатков. Так, двухэнергетическая спектральная маммография, несмотря на ее эффективность в обнаружении мельчайших новообразований даже в плотных тканях, использует мощное излучение, что увеличивает лучевую нагрузку на организм женщины. Магнитно-резонансная томография более безопасна, поскольку не использует облучение, и по точности превосходит другие методы медицинской визуализации, но сопряжена с большими затратами, что является препятствием для ее широкого применения.
Что касается биопсии и анализа специфических биомаркеров сыворотки крови, эти методы инвазивны, требуют наличия дорогостоящего оборудования, а также особых знаний и навыков для их выполнения.
На этом фоне «электронные носы», лишенные недостатков других диагностических инструментов, выглядят действительно многообещающе. «Мы доказали, что, будучи недорогими и доступными, эти устройства способны эффективно определять пациентов с раком груди на начальных стадиях, – говорит профессор Зейри. – В будущем, усовершенствовав эту технологию, мы надеемся, что сможем использовать метод анализа проб выдыхаемого воздуха и мочи для выявления и других видов опухолей, не только молочной железы».
Что такое «электронный нос»
В основе действия «электронного носа» лежит идея об использовании летучих органических соединений, содержащихся в выдыхаемом воздухе или моче, в качестве индикаторов различных видов онкологии.
Известно, что вещества, образующиеся при избыточном окислительном стрессе, провоцируют развитие некоторых типов рака, включая рак молочной железы. Окислительный стресс повышает уровни активных форм кислорода, позволяя им проникать в цитоплазму. Эти вещества представляют собой летучие органические соединения, которые попадают из клеток тканей в кровоток, оттуда в легкие, и выводятся в виде выдыхаемого воздуха. Зная специфические для конкретного вида опухолей соединения, можно идентифицировать их при анализе респираторных проб пациента
