Borstkanker opsporen: VUB-imec-onderzoekers vinden belangrijke aanwijzingen rond kleine verkalkingen in borstweefsel
Een recente studie toont aan dat het weefsel rond microverkalkingen - wanneer het met 3D-micro-CT met hoge resolutie wordt geanalyseerd - bijzonder nuttig is om goedaardige van kwaadaardige borstletsels te onderscheiden.
Bij het preventief opsporen van borstkanker kijken radiologen onder meer naar kleine kalkafzettingen in het borstweefsel. Die zogenaamde microverkalkingen kunnen wijzen op een kwaadaardig letsel in een zeer vroeg stadium, maar ze komen ook voor bij goedaardige afwijkingen. Onderzoekers, artsen en ingenieurs van de Vrije Universiteit Brussel (VUB)-imec en UZ Brussel hebben nu ontdekt dat belangrijke diagnostische informatie niet zozeer in die verkalkingen zelf zit, maar vooral in het weefsel er vlak omheen. Hun onderzoek, gebaseerd op gedetailleerde 3D-scans van meer dan 3.500 microverkalkingen, opent nieuwe perspectieven voor de ontwikkeling van nauwkeurigere methoden om borstletsels te beoordelen.
Microverkalkingen zijn minuscule kalkafzettingen die zichtbaar kunnen zijn op een mammografie. Ze zijn belangrijk om te bestuderen omdat ze tot de vroegste tekenen van borstkanker kunnen behoren. Ze zijn vaak onschuldig, maar bepaalde patronen kunnen een aanwijzing zijn voor borstkanker. Radiologen beoordelen daarom onder meer de vorm, grootte en onderlinge verspreiding. Wanneer de beelden verdacht zijn of onvoldoende uitsluitsel geven, is een biopsie nodig om vast te stellen of het om een goedaardige dan wel om een kwaadaardige afwijking gaat.
Maar waar bevindt de diagnostische informatie die samenhangt met microverkalkingen in de borst zich precies? In de kalkafzettingen zelf, of in het weefsel er direct omheen? Om die vraag te beantwoorden, werden 94 borstbiopsiestalen met behulp van micro-CT bijkomend onderzocht. Dit is een beeldvormingstechniek die uiterst gedetailleerde driedimensionale beelden mogelijk maakt. Met een resolutie van ongeveer 8 micrometer werden 3504 afzonderlijke microverkalkingen gesegmenteerd en geanalyseerd.
Vervolgens werd er gebruikgemaakt van artificiële intelligentie en radiomics, een techniek waarbij computers grote hoeveelheden meetbare kenmerken uit medische beelden halen. Zo werd onderzocht welke eigenschappen het best toelaten microverkalkingen uit goedaardige en kwaadaardige letsels van elkaar te onderscheiden.
Een opvallend resultaat: het meenemen van het weefsel direct rond de microverkalkingen verbeterde het onderscheid tussen goedaardige en kwaadaardige letsels aanzienlijk. Een nog opvallender resultaat: wanneer alleen kenmerken uit de omliggende weefselschil werden gebruikt en de verkalkte kern werd uitgesloten, bleven de voorspellende prestaties van het model hoog en waren ze beter dan met alleen de verkalkte kern.
De resultaten wijzen erop dat microverkalkingen niet los kunnen worden gezien van het weefsel waarin ze ontstaan. Hoewel de huidige beeldvormings- en analysemethoden de informatie uit hun directe omgeving slechts beperkt benutten, maken ex-vivostudies het mogelijk om het weefsel veel gedetailleerder te onderzoeken. De belangrijkste vernieuwing van de studie is dat, voor zover de onderzoekers weten, voor het eerst de diagnostische bijdrage van het omliggende weefsel afzonderlijk werd onderzocht en vergeleken met die van de verkalkte kern aan de hand van driedimensionale röntgenbeelden op micrometerschaal. Dat vormt een eerste stap naar beeldvormingsbiomarkers die informatie uit zowel de microverkalkingen als het omliggende weefsel integreren. Dergelijke biomarkers zouden op termijn een vroegere en nauwkeurigere opsporing van borstkanker kunnen ondersteunen, met mogelijk betere behandelopties, overlevingskansen en levenskwaliteit.
Voorlopig gaat het echter om experimenteel onderzoek op biopsiemateriaal en niet om een nieuwe klinische test: micro-CT biedt een veel hogere resolutie dan conventionele mammografie, maar vereist een stralingsdosis die niet geschikt is voor routinematige klinische beeldvorming. De huidige waarde van de technologie ligt vooral in het verschaffen van nieuwe fundamentele inzichten en in de mogelijkheid om micro-CT-bevindingen in het omliggende weefsel te koppelen aan bevindingen in de diagnostische histopathologie. Verder onderzoek moet uitwijzen hoe de inzichten klinische toepassingen kunnen ondersteunen, zoals een ex-vivo gerichtere analyse van biopsiemateriaal.
De studie is het resultaat van een samenwerking tussen onderzoekers van de VUB-onderzoeksgroep Elektronica en Informatica (ETRO)-imec, het Laboratorium voor Experimentele Pathologie van de VUB en de diensten Anatomo-Pathologie en Radiologie van UZ Brussel.
Wetenschappelijke publicatie: Micro-CT Radiomics Reveals the Microcalcification-Surrounding Tissue Interface as the Diagnostic Epicenter of Breast Microcalcifications (link)
Onderzoekers: Redona Brahimetaj, Jan Cornelis, Guillaume Courtoy, Wim Waelput, Inneke Willekens, Johan De Mey, Ramses Forsyth en Bart Jansen.
Meer info
Redona Brahimetaj, VUB-imec: +32 46 55 97 448 (Engelstalig)
redona.brahimetaj@vub.be
Frans Steenhoudt
