Direct correlation of intravoxel incoherent motion imaging based on implicit neural representations and histopathology in pediatric Wilms’ tumors: can it differentiate between subtypes?
Questo studio dimostra che i parametri della risonanza magnetica (MRI) a movimento incoerente intravoxel (IVIM), specificamente il coefficiente di pseudodiffusione (D*) stimato tramite rappresentazioni neurali implicite e correlato direttamente all'istopatologia utilizzando guide stampate in 3D, possono differenziare efficacemente tra il sottotipo stromale e altri sottotipi di tumori di Wilms pediatrici, superando le metriche convenzionali del coefficiente di diffusione apparente (ADC).
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Nel mondo della medicina pediatrica, il tumore di Wilms è un tipo specifico di cancro renale che appare più spesso nei bambini piccoli, tipicamente tra l'età di uno e quattro anni. Questi tumori non sono masse uniformi di tessuto identico; piuttosto, sono miscele complesse di diversi ingredienti cellulari, proprio come una torta contenente strati distinti di farina, zucchero e uova. Il modo in cui un tumore risponde al trattamento dipende pesantemente da quale di questi ingredienti domina la sua struttura. Attualmente, i medici seguono un protocollo standard in cui trattano il tumore con la chemioterapia prima dell'intervento chirurgico, senza sapere prima esattamente di cosa sia fatto il tumore. Questo approccio è sicuro, ma può talvolta portare a trattare un bambino in modo troppo aggressivo o non abbastanza aggressivo, perché il trattamento non è personalizzato sulla specifica composizione biologica del tumore di quel bambino. Per risolvere questo problema, i ricercatori stanno cercando un modo per vedere all'interno del tumore senza tagliarlo, sperando di identificare i suoi ingredienti specifici prima che venga somministata la prima dose di medicina.
La risonanza magnetica, o MRI, è uno strumento potente che utilizza campi magnetici per creare immagini dettagliate del corpo. Un tipo comune di scansione MRI misura come le molecole d'acqua si muovono all'interno dei tessuti, una proprietà nota come diffusione. In passato, i medici hanno utilizzato un singolo numero derivato da queste scansioni per indovinare il tipo di tumore, ma questo metodo spesso manca della precisione necessaria per distinguere le parti del tumore più dense e cellulari dalle parti più lasse e piene di fluidi. Una tecnica più avanzata chiamata imaging del movimento incoerente intravoxel tenta di separare il movimento dell'acqua causato dalla semplice diffusione dal movimento causato dai minuscoli flussi sanguigni all'interno del tessuto. Questo metodo produce diverse misurazioni differenti, ognuna delle quali offre uno sguardo unico sull'ambiente interno del tumore. Tuttavia, ottenere letture accurate da queste scansioni nei bambini piccoli è difficile perché le immagini possono essere granulose e il tempo disponibile per la scansione è breve.
Un ricercatore presso l'Università Medical Center Utrecht ha intrapreso il test per verificare se queste misurazioni avanzate della MRI potessero distinguere in modo affidabile i diversi tipi di tessuto presenti nei tumori di Wilms. Ha lavorato con un gruppo di trenta bambini che avevano subito un intervento chirurgico per la malattia. La sfida era collegare i dati sfocati e complessi delle scansioni MRI direttamente al tessuto fisico reale del tumore. Per farlo con estrema precisione, hanno utilizzato una guida personalizzata, stampata in 3D, per ogni paziente. Questa guida agiva come uno stampo per biscotti specializzato, assicurando che, quando il chirurgo rimuoveva il tumore, il patologo potesse tagliarlo esattamente nella stessa orientazione e nello stesso spessore delle immagini MRI. Ciò ha permesso loro di far corrispondere specifiche fette della scansione MRI direttamente alle corrispondenti fette del tessuto reale sotto un microscopio.
Hanno utilizzato un sofisticato metodo informatico per analizzare i dati della MRI, uno che è migliore nel gestire le immagini granulose tipiche delle scansioni pediatriche rispetto alle tecniche più vecchie. Si sono concentrati su tre misurazioni specifiche derivate dalla scansione: una che descrive come l'acqua si diffonde attraverso il tessuto, una che descrive la frazione del flusso sanguigno e una terza che descrive la velocità di quel flusso sanguigno. Quando hanno confrontato queste misurazioni con i campioni di tessuto reali, hanno trovato un modello chiaro. La misurazione che descriveva la velocità del flusso sanguigno era significativamente più alta nel tessuto stromale, ovvero la parte più lassa e di supporto del tumore, rispetto specificamente ai tipi di tessuto epiteliale, misto e regressivo. Ciò suggerisce che questa misurazione specifica può fungere da marcatore per identificare la componente stromale del tumore rispetto agli altri tipi specifici.
Al contrario, le altre misurazioni, incluse le misurazioni della diffusione standard su cui i medici fanno affidamento attualmente, non hanno mostrato differenze significative tra i tipi di tessuto in questo studio. Hanno osservato che le loro scoperte si basavano su un numero relativamente piccolo di campioni di tessuto, e che i tipi specifici di tessuto esaminati erano stati alterati dalla chemioterapia che i bambini avevano ricevuto prima dell'intervento chirurgico. Per questo motivo, lo studio suggerisce che, sebbene la misurazione del flusso sanguigno sia uno strumento promettente per distinguere il tessuto stromale dai tipi epiteliale, misto e regressivo, sono necessari più dati per confermare se possa distinguere tutti i diversi sottotipi, specialmente le parti cellulari dense che sono più difficili da identificare. Il lavoro dimostra che, combinando l'imaging di alta qualità con la precisa corrispondenza fisica dei campioni di tessuto, è possibile vedere differenze biologiche precedentemente invisibili, offrendo una potenziale via verso piani di trattamento più personalizzati per i bambini con tumore renale in futuro.
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