Policjanci monitorujący drogi nie wyobrażają sobie pracy bez alkomatu – wykrywacza alkoholu w wydychanym powietrzu. Pierwsze takie urządzenie pojawiło się na ulicach Wielkiej Brytanii już ponad 50 lat temu, a ta technologia gwałtownie zmniejszyła ilość wypadków związanych z jazdą pod wpływem alkoholu.

Teraz inspirują do stworzenia taniego i nieinwazyjnego testu oddechowego, który wykrywa innego zabójcę: raka. Kompania Owlstone Medical pracuje wraz z naukowcami Cancer Research UK (organizacja charytatywna w Wielkiej Brytanii, której celem jest wspieranie badań nad chorobami nowotworowymi), Uniwersytetu Cambridge oraz Cambridge University Hospital NHS Foundation Trust. Chcą oni uruchomić dwuletnie badania kliniczne dotyczące testu biopsji oddechowej na 1500 pacjentach w celu wykrycia sześciu różnych nowotworów w ich wczesnych stadiach. The Pan-Cancer Early Detection Study (PAN) rekrutuje pacjentów w wieku 45 lat i więcej, którzy zostali skierowani z Addenbrooke Hospital w Cambridge z podejrzeniem nowotworu przełyku i żołądka. Zdrowe osoby również są rekrutowane jako próby kontrolne w zależności od wieku, płci oraz specyficznych czynników ryzyka. W późniejszym czasie rekrutacja zostanie rozszerzona na pacjentów z nowotworami prostaty, nerek, pęcherza, wątroby i trzustki.

Wykrywanie nieprawidłowości w oddechu 

Lotne związki organiczne (LZO) to grupa chemicznych związków organicznych, które łatwo przechodzą w stan gazowy w temperaturze pokojowej. LZO są obecne w wydychanym powietrzu i mogą powstawać w wyniku procesów metabolicznych zachodzących w organizmie. Zmiany w metabolizmie związane z nowotworami mogą prowadzić do pojawienia się charakterystycznych biomarkerów LZO, które wskazują na obecność raka w organizmie.

Pomiar i analiza LZO w wydychanym powietrzu były szeroko studiowane w kontekście wielu chorób, w tym nowotworów. Dotychczasowe zastosowania kliniczne tej technologii obejmują:

  • Test wydychania tlenku azotu w celu wykrycia astmy.
  • Test wykrycia Helicobacter pylori, bakterii związanej z wrzodami żołądka i dwunastnicy, a w niektórych przypadkach z nowotworami żołądka.
  • Test oddechowy dla grupy alkanów do identyfikacji pacjentów z niskim ryzykiem odrzutu przeszczepu serca.

Głównym celem badania PAN jest wykrycie biomarkerów w wydychanym powietrzu pacjenta w celu identyfikacji nowotworu oraz, o ile to możliwe, różnicowanie między różnymi typami raka.

Zaawansowana technologia 

Jedna minuta oddychania do specjalnego urządzenia diagnostycznego może zebrać dane o znanych biomarkerach LZO, a dziesięć minut pozwala na wykrycie nowych biomarkerów. Proces ten jest szybki, bezbolesny i nieinwazyjny, w przeciwieństwie do biopsji tkanek, która może być nieprzyjemna dla pacjenta.

Urządzenie jest wyposażone w wewnętrzny, szybko reagujący czujnik ciśnienia dwutlenku węgla, co zwiększa jakość zebranych próbek. Analiza biomarkerów trwa około 72 godzin od pobrania próbki – podobnie jak w przypadku innych badań laboratoryjnych.

Budowanie bazy danych biomarkerów 

Naukowcy pracują nad stworzeniem globalnej bazy danych biomarkerów LZO, która pozwoli na identyfikację chorób na podstawie wydychanego powietrza. Baza ta ma na celu:

  • Korelację biomarkerów z różnymi chorobami, w tym nowotworami.
  • Budowę światowego biobanku próbek oddechu dopasowanego do fenotypu pacjenta.

Taka baza danych mogłaby stać się narzędziem dla pracowników służby zdrowia, ułatwiającym diagnostykę chorób na wczesnym etapie.

Ratowanie życia i cięcie kosztów leczenia 

Według danych Cancer Research UK, wcześniejsze wykrycie nowotworów pozwoliłoby zaoszczędzić nawet 210 milionów funtów rocznie w Wielkiej Brytanii. W Polsce, gdzie w 2013 roku odnotowano 156 tysięcy nowych przypadków nowotworów, wczesna diagnostyka mogłaby znacząco obniżyć zarówno śmiertelność, jak i koszty leczenia.

Poruszanie się po nieznanym 

Technologia lotnych związków organicznych w diagnostyce onkologicznej pozostaje na wczesnym etapie rozwoju. Kluczowe pytania obejmują:

  • Jak szczegółowe będą charakterystyczne LZO dla różnych typów nowotworów?
  • Czy biomarkery LZO będą specyficzne wyłącznie dla nowotworów, czy także dla innych chorób?
  • Jakie nowotwory będą mogły być diagnozowane za pomocą tej technologii?

Dalsze badania i standaryzacja metod analizy są niezbędne, aby uczynić tę technologię powszechnie dostępną.

Rozwinięcia skrótów 

  • LZO – Lotne Związki Organiczne.
  • PAN – Pan-Cancer Early Detection Study.
  • NHS – National Health Service (Narodowa Służba Zdrowia w Wielkiej Brytanii).

Piśmiennictwo 

1. Cancer Research UK: informacje na temat projektu PAN-Cancer Early Detection Study.

2. Krajowy Rejestr Nowotworów (http://onkologia.org.pl/nowotwory-zlosliwe-ogolem-2/).

3. Raport Polskiego Towarzystwa Onkologicznego: „Straty ekonomiczne i koszty leczenia wybranych nowotworów w województwie dolnośląskim w latach 2015-2016".