Radiomická vizualizace a kvantitativní ověření heterogenity IDH1 u gliomů

POZADÍ

WHO 2016 oficiálně zavedla molekulární markery do patologické diagnostiky gliomů, což znamená krok do éry molekulární diagnostiky gliomů. Mezi nimi je mutace isocitrátdehydrogenázy 1 (IDH1) považována za „páteř“ ve vývoji gliomů a ovlivňuje plán léčby a prognózu pacientů. Klinické použití tohoto molekulárního biomarkeru je však stále kontroverzní, což má kořeny v nedostatku kvantitativních studií o mutacích IDH1. Prostorová heterogenita gliomů byla prokázána v existujících studiích, tj. nádorové tkáně v různých částech stejného gliomu patří k různým genetickým podtypům. To znamená, že IDH1-mutované nádory neindikují přítomnost mutací ve všech nádorových buňkách, což dále zhoršuje problémy v klinické genetické diagnostice.

OBJEKTIVNÍ

Ke kvantifikaci genových mutací v nádorech plánujeme využít radiomický model s umělou inteligencí a klinickými velkými daty a jeho přesnost ověřit tkáňovou punkcí. Tímto způsobem můžeme překonat výzvy odběru vzorků na více místech a sekvenování druhé generace, jako jsou vysoké požadavky na vybavení a technologie, vysoké náklady a dlouhá doba, a tak teoreticky realizovat vizualizaci a kvantifikaci genetické heterogenity v gliomech.

PROCES

Účastníci si před operací přečtou dohodu o informovaném souhlasu a dobrovolně se rozhodnou, zda se k experimentální skupině připojí či nikoli.

1. Modelování vizualizace genetické heterogenity

   Před operací účastníci nejprve rutinní snímkování a výsledné snímky budou použity k sestavení radiomického modelu. Model bude neinvazivně predikovat mutace IDH1 v gliomech.

2. Typická punkce místa

   Poté, co byli zařazení účastníci anestetizováni a kraniotomii, lékaři vybrali typická místa nádoru pro punkci na základě výstupů modelu.

3. Histopatologická diagnóza

   Vzorek ze stejného místa vpichu je rozdělen na dvě části a první část je rutinně fixována formalínem pro zalití parafínem a nakonec řezy obarvené H&E. Patolog nejprve přečte řezy H&E a provede histologickou diagnózu, popíše patologickou morfologii a charakteristiky, zejména obsah a distribuci nádorových buněk.

4. IDH1 jednonukleotidové sekvenování

   Další část vzorku slouží ke konzervaci kapalného dusíku. Qiagen DNA/RNA Extraction Kit se používá k extrakci DNA z nádorové tkáně konzervované tekutým dusíkem, která je purifikována a podrobena IDH1 polymerázové řetězové reakci (PCR). PCR produkt je purifikován a podroben sekvenování a sekvenační produkt je detekován na sekvenátoru ABI 7200, aby se určilo, zda je IDH1 mutovaný nebo ne.

5. Hmotnostní spektrometrická analýza hladin exprese 2-hydroxyglutarátu (2-HG).

   Přítomnost a exprese 2-HG ve vzorcích gliomu je detekována a analyzována hmotnostní spektrometrií.

6. Validace modelu predikce mutace IDH1 založeného na radiomice. Výsledky detekce 2-HG byly numericky porovnány s výsledky modelu.

Jedná se o validační studii jediného centra. Ve srovnání s rutinním chirurgickým zákrokem gliomu tato studie přidává intraoperační punkci vsedě typickou pro nádor k ověření prediktivní přesnosti radiomického modelu a shromažďuje odpovídající snímky MRI, diagnózu histologie nádoru a diagnózu molekulární patologie. Radiomický model je postaven na základě předoperačních klinických dat a je neinvazivním a rychlým nástrojem pro kvantitativní analýzu a vizualizaci nádorových genů.