Präzisere Krebsdiagnose durch 3D-Computertomographie

27.02.2025

Eine neue nicht-invasive histopathologische 3D-Bildgebung bietet Pathologinnen und Pathologen eine präzisere Möglichkeit zur Untersuchung von Schilddrüsentumoren. Statt Gewebe in dünne Scheiben zu schneiden und zweidimensional zu analysieren, erlaubt diese Technik eine dreidimensionale Betrachtung am Bildschirm.

Bild: Das Bild zeigt eine industrielle Röntgen- oder CT-Analysemaschine mit einem eingespannten Probenhalter; copyright: Empa

Mit einem Röntgengerät werden Gewebeproben dreidimensional erfasst und anschließend mithilfe von maschinellem Lernen analysiert.

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Die Röntgenphasenkontrast-Micro-Computertomographie (Micro-CT) ermöglicht es, selbst kleinste Unterschiede in weichen Geweben sichtbar zu machen. Anschließend werden die dreidimensionalen Aufnahmen mittels maschinellen Lernens ausgewertet. „Das Besondere an dieser Methode ist, dass sie in kurzer Zeit komplette Biopsieblöcke eines Tumors dreidimensional analysieren kann, ohne das Gewebe zu verändern oder zu zerstören. Dadurch bleibt die Probe für weitere molekularbiologische Untersuchungen nutzbar“, erklärt Robert Zboray, Gruppenleiter am Zentrum für Röntgenanalytik der Empa, der diese Technologie entwickelt hat.

Dank dieser Technik können Pathologinnen und Pathologen klinisch relevante Gewebemerkmale bei Schilddrüsentumoren erkennen. Ziel ist es, eine individuellere Krebsbehandlung zu ermöglichen, um Übertherapien bei risikoarmen Tumoren zu vermeiden und gleichzeitig Patientinnen und Patienten mit aggressiven Tumoren gezielt zu behandeln.

Bedeutung von Biomarkern für die personalisierte Medizin

Etwa 300 Millionen Menschen weltweit sind von Schilddrüsenkrebs betroffen. Da sich Tumormerkmale von Person zu Person unterscheiden, spielen Biomarker eine entscheidende Rolle bei der Diagnose und Therapieplanung. Diese biochemischen und molekularen Merkmale helfen dabei, Krebs frühzeitig zu erkennen und Hinweise auf das Wachstum sowie die Therapieansprache eines Tumors zu liefern.

Ein weiterer Vorteil der neuen 3D-Analyse ist die Möglichkeit, auch tiefer gelegene Tumormerkmale zu erfassen, die bei herkömmlichen Methoden oft übersehen werden. „Wenn eingekapselte Schilddrüsentumore aggressiv und schnell wachsen, brechen sie oft ins umliegende gesunde Gewebe ein und dringen sogar in Blutgefäße ein. Solche Gefäßeinbrüche sind deshalb häufig ein Hinweis auf Bösartigkeit und Schweregrad des Tumors“, erklärt Zboray. Eine frühzeitige und präzisere Diagnose kann dazu beitragen, dass Ärztinnen und Ärzte schneller und gezielter handeln.

Untersuchung von Gewebeproben aus der Vergangenheit

In Zusammenarbeit mit der Universität Bern und dem Inselspital Bern analysierte Zborays Team eine Schilddrüsentumorprobe eines Patienten, der 2011 wegen eines gutartigen Tumors behandelt wurde. Jahre später trat der Tumor erneut in bösartiger Form auf. „Mit der klassischen Schnittanalyse wurden Kapseleinbrüche tief im Gewebe übersehen, die wir mit unserer Methode nachträglich identifizieren konnten“, berichtet Zboray. Nun wird eine Retrospektivstudie durchgeführt, bei der europaweit Proben von Patientinnen und Patienten untersucht werden, die trotz anfänglich harmloser Befunde später schwerwiegende Tumore entwickelten.

Integration in den klinischen Alltag

Die 3D-Gewebeanalyse lässt sich problemlos in den bestehenden klinischen Arbeitsablauf integrieren und ergänzt die herkömmliche Schnittanalyse. „Im medizinischen Alltag sind etablierte Verfahren fest verankert. Unsere Technologie soll diese Prozesse nicht stören, sondern einen zusätzlichen Nutzen bieten.“ Die Technologie könnte auch für andere Tumorarten wie Prostatakrebs oder Lungenkrebs relevant sein.

MEDICA.de; Quelle: Empa

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