Biopsja i badania molekularne w diagnostyce guza mózgu

Biopsja stanowi najważniejszy element w ostatecznej diagnostyce guzów mózgu, pozwalając na precyzyjne określenie typu nowotworu i zaplanowanie optymalnego leczenia¹. W przypadkach gdy badania obrazowe wskazują na obecność guza, neurochirurg doświadczony w chirurgii guzów mózgu dołącza do zespołu terapeutycznego². Jest to istotne dla dokładnej diagnostyki i usunięcia jak największej ilości guza przy pozostawieniu zdrowej tkanki nienaruszonej².

Dostępne dowody i ogólny konsensus wśród neurochirurgów i neuro-onkologów wskazują, że im bardziej kompletnie guz zostanie chirurgicznie usunięty, tym większa szansa na przeżycie i kontrolę objawów². Dotyczy to zarówno guzów złośliwych jak i niezłośliwych². Nowoczesne techniki biopsji oraz zaawansowane badania molekularne pozwalają na uzyskanie szczegółowych informacji o charakterystyce guza na poziomie genetycznym i molekularnym.

Techniki wykonywania biopsji

Biopsja może być wykonywana jako osobny zabieg lub jako część operacji mającej na celu usunięcie guza³. Pacjent może być śpiący (w znieczuleniu ogólnym) lub przytomny podczas biopsji³. Kraniotomia może być wykonana w celu przeprowadzenia biopsji guza mózgu, podczas której lekarz otwiera czaszkę, aby pobrać jak największą ilość guza⁴. Ta tkanka jest następnie wysyłana do laboratorium i badana pod kątem obecności nowotworu⁴.

Jeśli guz znajduje się w miejscu, które utrudnia jego usunięcie, może być wykonany inny rodzaj biopsji, nazywany biopsją stereotaktyczną⁴. W tej biopsji neurochirurg wywierci małą dziurę w czaszce i wprowadzi pustą igłę do mózgu, aby pobrać mały kawałek guza⁴. Igła jest ostrożnie prowadzona do guza z pomocą badania obrazowego, takiego jak MRI lub skanowanie CT⁴.

W przypadku guzów mózgu, które znajdują się w wrażliwych lub trudno dostępnych obszarach, może być zalecana stereotaktyczna biopsja igłowa w celu pobrania próbek tkanki do analizy⁵. Biopsje są wykonywane, gdy pobiera się małą próbkę tkanki z guza i bada się ją pod mikroskopem w celu postawienia diagnozy¹.

Procedura śródoperacyjna i zamrożone preparaty

Jako dodatkowe zabezpieczenie chirurg pobiera małą próbkę tkanki przed rozpoczęciem operacji¹. Neuropatolog szybko zamrozi, pokroi i zbada ją w czasie rzeczywistym¹. Ta procedura zamrożonego preparatu jest wykonywana na minuty przed tym, jak neurochirurg zacznie usuwać podejrzany guz¹. Gdy patolog wskaże, że masa rzeczywiście wygląda jak guz i usunięcie jest odpowiednie, zespół neurochirurgiczny może kontynuować z pewnością¹.

Neurochirurg wyśle próbkę guza do laboratorium patologii podczas operacji⁶. Próbka zostanie zbadana przez neuropatologa, a wstępna diagnoza zostanie ustalona, gdy pacjent nadal będzie w sali operacyjnej⁶. Ta początkowa diagnoza jest również nazywana diagnozą zamrożonego preparatu⁶. Potrzeba więcej czasu na badania, zanim zostanie postawiona ostateczna diagnoza guza⁶.

Rola neuropatologa w diagnostyce

Patolog to lekarz, który jest wyszkolony w analizowaniu próbek tkanki ze wszystkich części ciała, często używając mikroskopu do identyfikacji drobnych szczegółów¹. Ci specjaliści rozumieją skomplikowaną interpretację badań, takich jak cytometria przepływowa, hybrydyzacja fluorescencyjna in situ do badania nieprawidłowości chromosomów w komórkach guza, testowanie reakcji łańcuchowej polimerazy, które może wzmocnić fragmenty DNA komórek guza¹.

Neuropatolog to lekarz, który bada tkanki guzów mózgu i kręgosłupa w celu postawienia precyzyjnej diagnozy⁷. Neuropatolodzy najpierw definiują guz przez specyficzne zmiany, które widzą pod mikroskopem⁷. Istnieje ponad 120 różnych typów guzów mózgu i zaburzeń⁸. Określenie konkretnego typu jest kluczowe dla wyboru właściwych opcji leczenia⁸.

Ponieważ guzy mózgu stanowią mniej niż 5% wszystkich nowotworów, większość patologów zobaczy ich bardzo niewiele w trakcie swojej kariery⁸. Oprócz identyfikacji i klasyfikacji guza, specjalista może testować markery nowotworowe lub nieprawidłowości chromosomalne, które mogą pomóc przewidzieć, czy guz prawdopodobnie odpowie na chemioterapię⁸.

Zaawansowane badania molekularne

Podstawowe badanie guzów mózgu obejmuje badanie tkanki guza uzyskanej z operacji po przetworzeniu⁹. Badanie to obejmuje utrwalenie tkanki, cięcie na cienkie przekroje i zastosowanie specjalnych barwników, które pozwalają na obserwację drobnych szczegółów komórek guza pod mikroskopem⁹. Testowanie genetyki molekularnej jest coraz częściej stosowane w diagnostyce guzów mózgu⁹.

Obejmuje różne techniki, takie jak reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR), hybrydyzacja fluorescencyjna in situ (FISH), sekwencjonowanie nowej generacji, metylacja genów, macierze polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNP)⁹. Te zaawansowane techniki dostarczają dodatkowych informacji używanych w diagnostyce (klasyfikacja guza), rokowaniu (informacje o wyniku konkretnego typu guza) i przewidywaniu odpowiedzi na specyficzne terapie⁹.

Niektóre pierwotne guzy mózgu, w tym niektóre z najczęstszych typów glejaka, są definiowane przez ich kluczowe cechy molekularne wynikające z mutacji komórek guza¹⁰. Testowanie mutacji MGMT jest wymagane w wielu badaniach klinicznych dotyczących guzów mózgu¹⁰. Dla guzów, które są trudne do klasyfikacji za pomocą mikroskopu, lekarz może zasugerować profilowanie metylacji¹¹.

Kluczowe testy molekularne

Przykłady zmian genetyki molekularnej rutynowo używanych w diagnostyce guzów mózgu obejmują kodelecję 1p/19q, typową dla oligodendroglejaka¹². Mutacje IDH1 są typowe dla oligodendroglejaka i podgrupy astrocytoma z lepszym rokowaniem¹². Metylacja genu MGMT przewiduje pacjentów z glejakiem wielopostaciowym, którzy prawdopodobnie odpowiedzą na chemioterapię (temozolomid)¹².

Każdy guz ma unikalny profil DNA, podobny do odcisku palca¹¹. Metylacja to proces chemiczny, który pozwala lekarzom zobaczyć profil DNA guza, prowadząc do bardziej dokładnych diagnoz guzów dla pacjentów¹¹. Technika molekularna, która stosuje sondy dla określonych regionów genów i jest przydatna w identyfikacji wzmocnień (amplifikacji) i utrat genów (np. 1p/19q) w guzach¹².

Większość typów guzów mózgu jest testowana pod kątem zmian genowych¹³. Nazywa się to testami markerów molekularnych lub testami biomarkerów¹³. Stopień guza opisuje, jak nieprawidłowe komórki wyglądają pod mikroskopem¹³. Lekarz użyje informacji o stopniu wraz z wynikami markerów molekularnych (biomarkerów)¹³.

Profilowanie metylacji DNA

Profilowanie metylacji genomowego DNA to przełomowa technologia, która pomaga lekarzom diagnozować guzy mózgu z większą dokładnością¹⁴. Profilowanie metylacji to bardzo potężne narzędzie diagnostyczne, które pozwala na bardziej dokładną diagnozę guzów, które są trudne do klasyfikacji tradycyjnymi metodami¹⁴. Profilowanie metylacji okazuje się przełomem dla guzów mózgu¹⁴.

Dzięki profilowaniu metylacji możemy być znacznie bardziej precyzyjni, co oznacza, że możemy określić, jak leczyć nowotwór z większą dokładnością, co skutkuje lepszymi wynikami¹⁴. Profilowanie metylacji umożliwia odróżnienie guzów mózgu, które mogą wyglądać podobnie pod mikroskopem¹⁴. Ta technologia może stanowić różnicę między dokładną a niedokładną diagnozą¹⁵.

Badania płynu mózgowo-rdzeniowego

W rzadkich przypadkach diagnoza może być postawiona dla określonych guzów, jeśli komórki guza zostaną znalezione w płynie mózgowo-rdzeniowym¹⁶. Diagnoza jest stawiana albo przez biopsję mózgu, albo przez ocenę płynu rdzeniowego, jeśli uważa się, że płyn rdzeniowy jest zajęty¹⁷. Określone typy guzów mózgu mogą rozprzestrzeniać się z mózgu do CSF, więc lekarze mogą pobrać trochę CSF do testowania na komórki guza¹⁸.

Nakłucie lędźwiowe polega na pobraniu próbki płynu otaczającego mózg i rdzeń kręgowy przez nakłucie lędźwiowe¹⁹. Analiza CSF może pomóc wykryć markery nowotworowe lub komórki nowotworowe, które mogą wskazywać na obecność guza mózgu lub przerzutów¹⁹. Płyn jest oglądany pod mikroskopem w poszukiwaniu komórek nowotworowych²⁰.

Badania hormonalne i biochemiczne

Pomiary poziomów hormonów we krwi i/lub próbkach moczu mogą pomóc lekarzom diagnozować guzy przysadki lub podwzgórza²¹. Niektóre guzy mózgu, takie jak guzy przysadki, okolicy szyszynki i guzy zarodkowe, mogą zmieniać poziomy określonych hormonów i substancji chemicznych w organizmie¹⁸. Pacjent może mieć badania krwi w celu sprawdzenia specyficznych hormonów i markerów pomocnych w diagnozowaniu guza mózgu¹⁸.

Badania krwi lub specjalne badania moczu mogą być używane do sprawdzenia, czy guz produkuje nietypowe poziomy hormonów, na przykład jeśli przysadka jest dotknięta²². Test moczu to badanie, które mierzy substancje znajdujące się w moczu, takie jak elektrolity, hormony lub inne produkty odpadowe²³. Badania moczu nie są używane do diagnozowania guzów mózgu i rdzenia kręgowego²³.

Znaczenie dla planowania leczenia

Informacje, które neuropatolog dostarcza reszcie zespołu medycznego, pomogą określić najlepszy plan leczenia⁸. Ostateczna diagnoza guza może zająć średnio 1-2 tygodnie po operacji⁶. Z tego powodu nie jest rzadkością, że pacjent zostaje wypisany ze szpitala przed otrzymaniem informacji o ostatecznej diagnozie guza⁶. Neurochirurg lub onkolog omówi diagnozę guza podczas pooperacyjnej wizyty w gabinecie⁶.

Gdy zespół multidyscyplinarny ma dobre zrozumienie typu, lokalizacji, wielkości i stopnia guza mózgu, usiądzie z pacjentem, aby omówić wyniki, wyjaśnić zalecane podejście do leczenia i czego się spodziewać²⁴. Klasyfikacja i gradacja guzów mózgu i rdzenia kręgowego pomaga lekarzom przewidzieć agresywność guza i zaoferować rokowanie pacjentom²⁵.