Les chercheurs de l'EMPA ont développé une nouvelle analyse des tissus 3D pour les tumeurs thyroïdiennes. Cette technique de rayons X spéciale utilise l'intelligence artificielle pour permettre des diagnostics plus rapides et plus précis. À l'avenir, cette méthode d'examen pourrait également être utilisée pour d'autres types de cancer et remplacer des procédures plus complexes par des méthodes d'imagerie plus simples.
La nouvelle analyse des tissus 3D des tumeurs thyroïdiennes n'est toujours pas familière aux pathologistes. Au lieu de couper le tissu retiré en tranches minces et de les visualiser bidimensionnellement au microscope comme précédemment, ils peuvent désormais examiner l'ensemble de l'échantillon de tissu pratiquement à l'écran et le faire pivoter comme requis pour identifier les changements pathologiques. Cela a été rendu possible par l'imagerie 3D histopathologique non invasive.
« La chose particulière à propos de cette méthode est qu'elle peut analyser des blocs de biopsie complets d'une tumeur en trois dimensions en peu de temps sans changer ou détruire le tissu. Cela signifie que l'échantillon peut encore être utilisé pour d'autres examens biologiques moléculaires», explique Robert Zboray, chef de groupe au EMPA's Center for X-Ray Analysis, qui a développé cette technologie.
Traitement personnalisé
Avec les pathologistes de l'Université de Berne, Zboray a pu démontrer que sa nouvelle méthode peut détecter les caractéristiques tissulaires cliniquement pertinentes dans les tumeurs thyroïdiennes. La tomographie micro-composée à contraste de phase X (micro-CT) rend même les plus petites différences dans les tissus mous visibles. Ces images tridimensionnelles d'échantillons de tissus sont ensuite analysées en utilisant l'apprentissage automatique. Le chercheur EMPA espère que cela permettra aux pathologistes de faire des diagnostics et des pronostics plus précis. Le plus grand défi consiste à traiter les patients aussi individuellement que possible – en d'autres termes, à éviter le sur-traitement des tumeurs à faible risque et en même temps pour traiter et surveiller les patients avec un risque plus élevé de manière appropriée.
Environ 300 millions de personnes dans le monde sont touchées par le cancer de la thyroïde. Cependant, les caractéristiques tumorales diffèrent souvent d'un patient à l'autre. Ces caractéristiques biochimiques et moléculaires mesurables d'une tumeur sont connues sous le nom de biomarqueurs. Ils aident à détecter le cancer à un stade précoce ou à indiquer à quel point une tumeur peut se développer agressive et à quelle thérapie il peut répondre.
Examiner les tissus du passé
Un avantage majeur de l'analyse 3D est qu'il détecte également les caractéristiques tumorales dans les couches de tissus plus profondes qui peuvent être négligées par les méthodes conventionnelles. « Lorsque les tumeurs thyroïdiennes encapsulées se développent de manière agressive et rapidement, elles pénètrent souvent dans les tissus sains environnants et envahissent même les vaisseaux sanguins. De telles invasions vasculaires sont donc souvent une indication de la tumeur maligne et de la gravité de la tumeur », explique Zboray. Un diagnostic précoce et plus précis permet aux médecins d'agir plus rapidement et de manière plus ciblée, améliorant ainsi le pronostic du patient.
En collaboration avec l'université et le bern inselspital, Zboray et son équipe ont examiné un échantillon de tumeur thyroïdienne d'un patient récemment décédé. Ce patient avait été hospitalisé en 2011 pour une tumeur qui a été classée comme bénigne mais a ensuite repris sous une forme maligne. « L'analyse sectionnelle conventionnelle a manqué des hernies capsulaires au plus profond du tissu, que nous avons pu identifier rétrospectivement notre méthode », explique Zboray. Sur la base de cette constatation, une étude rétrospective de ces cas de récidive est maintenant en cours, dans laquelle des échantillons de patients à travers l'Europe sont examinés qui, malgré des résultats initialement inoffensifs, ont ensuite développé des tumeurs graves. Grâce au généreux soutien de la Fondation Mirto, de la Bank Vontobel Don Foundation, de la Foundation for Research in Tumor Diagnostics and Prevention, de la Dr Hans Altschüler Foundation et de quatre autres fondations, l'étude peut être réalisée.
Un ajout idéal
Selon Robert Zboray, la nouvelle analyse des tissus 3D peut être intégrée de manière transparente dans le flux de travail clinique et complète idéalement une analyse sectionnelle conventionnelle. « Les procédures établies sont fermement ancrées dans la pratique médicale quotidienne. Notre technologie n'est pas destinée à perturber ces processus, mais à offrir des avantages supplémentaires. » Le développement de nouvelles technologies pour la médecine personnalisée est également l'objectif de la «santé personnalisée et des technologies connexes» (PHRT), un objectif de recherche stratégique des institutions du domaine ETH, dans lequel le projet est intégré.
La technologie semble également prometteuse pour d'autres types de tumeurs tels que le cancer de la prostate ou le cancer du poumon. Grâce au financement de la Swiss National Science Foundation (SNSF), Zboray peut désormais tester sa technique d'histologie tridimensionnelle dans les métastases du cancer colorectal. Il souhaite également remplacer les analyses moléculaires complexes par des méthodes d'imagerie plus simples. « Si nous réussissons à corréler les » empreintes digitales « moléculaires des fonctions cellulaires pathologiquement modifiées dans les tissus tumoraux avec des caractéristiques de texture d'imagerie dans la gamme micrométrique, nous pourrions relier notre technologie directement aux changements génétiques sous-jacents à l'avenir », a déclaré Zboray, en formulant directement notre technologie sa vision.
