Detectarea cancerului de sân prin spectroscopie ATR-FTIR a serului sanguin

Cancerul de sân afectează 1 din 7 (14%) dintre femeile din întreaga lume. De asemenea, la femei, cancerul de sân reprezintă 22.9% dintre cazurile de cancer invaziv și 16% dintre toate cazurile de cancer. Numărul de cazuri a crescut semnificativ începând cu anii '70, fenomen atribuit în parte stilurilor de viață moderne. În 2011 au fost înregistrate mai mult de 41.000 de cazuri recent diagnosticate în Anglia. Pe baza statisticilor americane, în 2015 existau 2.8 milioane de femei afectate de cancer de sân. În 2018 a rezultat în 2 milioane de cazuri noi și 627.000 de decese. [1]

La fel ca orice tip de cancer, și cancerul de sân apare din cauza unei interacțiuni dintre un factor de mediu (extern) și o gazdă susceptibilă genetic. Celulele normale se divid de câte ori este necesar și se opresc, se atașează de alte celule și rămân pe loc în țesuturi. Ele devin canceroase atunci când își pierd aceste capacități.

Semnele de cancer de sân cele mai frecvente constau în apariția unui nodul la nivelul sânului, adică o porțiune de țesut mamar se simte diferit de restul. Peste 80% din cazuri sunt descoperite atunci când o persoană detectează tactil o astfel de modificare. Cu toate acestea, pentru o detectare timpurie, este necesară realizarea unei mamografii. Bulele găsite în ganglionii limfatici localizați în axile pot indica, de asemenea, cancer de sân.

Un alt simptom al acestui tip de cancer este boala Paget a sânului, prin care se observă modificări ale pielii asemănătoare cu eczema (roșeață, decolorare). Pe măsură ce boala Paget avansează, simptomele pot include furnicături, mâncărime, sensibilitate crescută, arsură și durere. Aproximativ jumătate dintre femeile diagnosticate cu boala Paget a sânului au, de asemenea, un nodul la sân. [2]

Factorii de risc pentru dezvoltarea cancerului de sân pot fi împărțiți în două categorii: factori de risc modificabili (obezitatea, lipsa exercițiilor fizice, alcoolismul) și ficși, precum sexul biologic (femeile sunt mult mai predispuse acestui tip de cancer, dar poate fi întâlnit și în rândul bărbaților), terapia de înlocuire hormonală în timpul menopauzei, apariția târzie (sau deloc) a copiilor, un istoric anterior al cancerului de sân și un istoric familial de cancer de sân. Aproximativ 5- 10% din cazuri sunt rezultatul unei predispoziții genetice moștenite de la părinții unei persoane, incluzând BRCA1 și BRCA2 (mutații specifice cancerului de sân). [3] Cele mai frecvent utilizate metode de screening ale cancerului de sân sunt reprezentate în Tabelul 1.

Tabelul 1. Cele mai frecvent utilizate metode de screening ale cancerului de sân

- examinarea clinică prin vizualizare și palpare;

Fig 1.

- mamografia (radiografie a sânului) - sânul este presat între două plăci, iar razele X trec prin țesut nedeviate; dacă se descoperă o zonă densă, în care nu se întâmplă acest lucru, atunci acolo se presupune a exista o tumoră;

- o revizuire Cochrane din 2013 a constatat că nu este clar dacă screeningul mamografic face mai mult rău decât bine, în condițiile în care o mare parte dintre femeile care au fost testate pozitiv s-au dovedit a nu avea boala; [39]

Fi

Fig2.

- examinarea cu ultrasunete: undele sonore cu energie mare (ultrasunete) sunt respinse de țesuturile sau organele interne și fac ecouri;

Fig 3.

- examinarea RMN: cu ajutorul unui câmp magnetic extern și a radiofrecvențelor, se obțin imagini ale structurii interne a corpului uman;

Fig 4.

- biopsie: îndepărtarea celulelor (în special din nodul dacă se depistează) astfel încât acestea să poată fi analizate la microscop;

- există mai multe tipuri de biopsii: excizională (îndepărtarea unei întregi bucăți de țesut), incizională (îndepărtarea unei părți dintr-un lot sau a unui eșantion de țesut), de bază îndepărtarea țesutului

Fig 5.

1 - Bray, F., et al., Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin, 2018. 68(6): p. 394- 424.

2 - Ashikari, R., et al., Paget's disease of the breast. Cancer, 1970. 26(3): p. 680-5

3 - Begg, C.B., et al., Variation of breast cancer risk among BRCA1/2 carriers. Jama, 2008. 299(2): p. 194-201.

4 - Kösters, J.P. and P.C. Gøtzsche, Regular self-examination or clinical examination for early detection of breast cancer. The Cochrane database of systematic reviews, 2003(2): p. CD003373.

5 - D. Ellis, R. Goodacre, Metabolic fingerprinting in disease diagnosis: biomedical applications of infrared and Raman spectroscopy, Analyst 131 (8) (2006) 875- 885

6 - G. Bellisola, C. Sorio, Infrared spectroscopy and microscopy in cancer research and diagnosis, Am. J. Cancer Res. 2 (1) (2012) 1- 21

7 - Depciuch, E. Kaznowska, A. Koziorowska, J. Cebulski, Verification of the effec- tiveness of the fourier transform infrared spectroscopy computational model for colorectal cancer, J. Pharmaceut. Biomed. Anal. 145 (2017) 611- 615

8 - R. Mehrotra, A. Gupta, A. Kaushik, N. Prakash, H. Kandpal, Infrared spectroscopic analysis of tumor pathology, Indian J. Exp. Biol. 45 (2007) 71- 76

9 - M. Dimitrova, D. Ivanova, I. Karamancheva, A. Milev, I. Dobrev, Application of ftir- spectroscopy for diagnosis of breast cancer tumors, J. Univ. Chem. Technol. Metal. 44 (3) (2009) 297- 300

10 - Y.X. Ci, T.Y. Gao, J. Feng, Z.Q. Guo, Fourier transform infrared spectroscopic characterization of human breast tissue: implications for breast cancer diagnosis, Appl. Spectrosc. 53 (3) (1999) 312- 315

11 - Depciuch, E. Kaznowska, S. Golowski, A. Koziorowska, I. Zawlik, M. Cholewa, K. Szmuc, J. Cebulski, Monitoring breast cancer treatment using a fourier transform infrared spectroscopy-based computational model, J. Pharmaceut. Biomed. Anal. 143 (2017) 261- 268

12 - D. Malins, N. Polissar, K. Nishikida, E. Holmes, H. Gardner, S. Gunselman, The etiology and prediction of breast cancer. fourier transform- infrared spectroscopy reveals progressive alterations in breast dna leading to a cancer- like phenotype in a high proportion of normal women, Cancer 75 (2) (1995) 503- 517

13 - I. Zawlik, E. Kaznowska, J. Cebulski, M. Kolodziej, J. Depciuch, J. Vongsvivut,M. Cholewa, Fpa-ftir microspectroscopy for monitoring chemotherapy efficacy in triple-negative breast cancer, Sci. Rep. 6 (2016)

14 - Backhaus, R. Mueller, N. Formanski, N. Szlama, H.-G. Meerpohl, M. Eidt,P. Bugert, Diagnosis of breast cancer with infrared spectroscopy from serum sam- ples, Vib. Spectrosc. 52 (2) (2010) 173- 177

15 - F. Elmi, A. Movaghar, M. Elmi, H. Alinezhad, N. Nikbakhsh, Application of ft-ir spectroscopy on breast cancer serum analysis, Spectrochim. Acta Mol. Biomol. Spectrosc. 187 (2017) 87- 91

16 - K. Gajjar, J. Trevisan, G. Owens, P. Keating, N. Wood, H. Stringfellow, P. Martin- Hirsch, F. Martin, Fourier-transform infrared spectroscopy coupled with a classifi- cation machine for the analysis of blood plasma or serum: a novel diagnostic ap- proach for ovarian cancer, Analyst 138 (14) (2013) 3917- 3926

17 - I.T. Jolliffe, Principal Component Analysis, Springer-Verlag, New York, 2002

18 - Z. Movasaghi, S. Rehman, I. Rehman, Fourier transform infrared (ftir) spectroscopy of biological tissues, Appl. Spectrosc. Rev. 43 (2008) 134- 179