Ce rol are laboratorul de anatomie patologică în diagnosticul cancerelor?
Doresc sa aflu mai multe detalii
Etapele de diagnostic ale unei formațiuni tumorale
-
Colectarea probelor
Diagnosticul de certitudine se realizează doar de către medicul specialist anatomo-patolog, prin examinarea în laborator a probelor de țesut, obținute fie prin biopsie, fie în urma intervenției chirurgicale.
-
Recepționarea probei în departamentul de histopatologie
Procesul de examinare a probelor este elaborat și cuprinde următoarele etape:
-
Orientarea
Odată ce fragmentele de interes au fost obținute se pregătesc pentru procesarea ulterioară. Prelucrarea probelor poartă denumirea de histoprocesare.
Examinarea amănunțită și documentarea probelor îi ajută pe patologi să decidă cu privire la testarea ulterioară și la opțiunile de tratament.
-
Procesarea probelor:
Probele trec prin mai multe etape precum îndepărtarea apei din țesut, curățarea cu solvenți organici și încorporarea acestora în ceară de parafină. Ceara de parafină nu este solubilă în alcool, astfel că țesuturile deshidratate vor fi trecute prin xilen, un solvent miscibil atât cu alcoolul, cât și cu parafina. Acești solvenți sunt cunoscuți și sub denumirea de agenți de clarifiere, deoarece aceștia aduc țesuturile într-o formă translucidă.
La finalizarea acestui proces, se preiau toate blocurile ce conțin țesutul de analizat și se transportă catre stația de includere în parafină. Procesarea automată reduce cu mult timpul dedicat conservării și încorporării probelor de țesut.
Tehnicile adecvate de histoprocesare sunt într-adevăr esențiale pentru a asigura calitatea și integritatea probelor de țesut în histopatologie. Histoprocesarea precisă joacă un rol crucial în obținerea de rezultate fiabile și obținerea unui diagnostic precis. Pentru a asigura o histoprocesare adecvată, laboratoarele noastre respecta protocoalele standardizate și asigură măsuri de control al calității.
-
Includerea în parafină:
Stația de includere dispune de plăci fierbinți care mențin parafina lichidă, astfel încât țesutul poate fi încorporat corespunzător, pentru obținerea blocurilor de parafină.
-
Etapa de secționare
Lamele astfel obținute se plasează în termostat pentru 12 ore la o temperatură de 37 grade Celsius pentru a elimina parafina în exces, a îndepărta apa dintre lamă și țesut și pentru a determina secțiunea să adere pe lama de microscop.
Scopul acestei etape este uscarea completă și minimizarea riscului de a se desprinde țesutul de pe lamă în timpul colorării ulterioare. Din fiecare bloc de parafină se obține o lamă dedicată colorării cu hematoxilină-eozină și un număr variabil de lame folosite ulterior pentru colorarea imunohistochimică.
-
Colorația Hematoxilina-Eozina
Hematoxilina, un colorant bazic albastru, are rolul de a colora componentele celulare încărcate negativ, precum acizii nucleici (ADN, ARN), proteinele nucleare, proteinele membranare și extracelulare, elastina, precum și membrana celulară. Toate aceste componente sunt bazofile și sunt colorate în diferite nuanțe de albastru-violet, cu nucleii vizibil colorați în albastru. Complementar, eozina colorează componentele celulare încărcate pozitiv, acidofile (eozinofile), precum citoplasma, proteinele citoplasmatice, proteinele mitocondriale și fibrele de colagen în roșu-roz.
Secțiunile sunt supracolorate în soluția de hematoxilină, apoi sunt plasate în soluție slabă de amoniu pentru accentuarea culorii albastre. Culoarea este apoi îndepărtată selectiv pană când nucleii se pot vedea clar, proces cunoscut și sub numele de diferențiere. Colorarea ulterioară utilizează cuve separate pentru a supune probele de interes la mai multe etape succesive.
Pentru început, are loc îndepărtarea excesului de parafină cu ajutorul agentului de curățare, urmată apoi de etapa de rehidratare a țesuturilor. Această etapă se realizează prin trecerea lamelor printr-o serie de spălări cu solvenți organici de concentrații descrescătoare, sfârșind cu o clătire cu apă distilată. După deparafinare și rehidratare, probele sunt pregătite pentru colorare. Procesul de colorare se încheie prin trecerea lamelor prin băi de xilen pentru a facilita curățarea țesuturilor și pregătirea lamelor pentru montare. Odată ce colorarea a avut loc cu succes, peste probă se poate aplica o lamelă/film de protecție iar lama este gata pentru a fi studiată la microscop.
Evalurea microscopică a lamelor de hematoxilină-eozină rămâne standardul de aur în diagnosticarea cancerului, iar în completarea acesteia se adaugă testarea imunohistochimică, un instrument de neînlocuit în confirmarea diagnosticului.
Se redactează raportul histopatologic și se trimite către medicul prescriptor pentru a stabili mai departe schema de tratament sau necesitatea unor teste suplimentare.
-
Colorații speciale
De exemplu, colorația Grocott-Gomori Methenamine Silver (GMS) este utilizată pentru vizualizarea anumitor polizaharide, fiind deosebit de utilă în diagnosticarea infecțiilor fungice. Colorația cu acid periodic Schiff (PAS) evidențiază glicogenul, pereții celulari fungici și mucopolizaharidele, facilitând identificarea infecțiilor fungice și a unor infecții parazitare. De asemenea, colorația Ziehl-Neelsen este esențială pentru detectarea bacililor acid-alcoolo-rezistenți, cum ar fi Mycobacterium tuberculosis. Colorația Giemsa este utilizată pentru identificarea paraziților, cum ar fi Plasmodium, dar și pentru vizualizarea celulelor sangvine și a altor structuri intracelulare. În plus, colorația Perls, sau reacția cu albastru de Prusia, este utilizată pentru detectarea depozitelor de fier în țesuturi, fiind utilă în diagnosticul hemocromatozei sau al altor tulburări de metabolism al fierului.
-
Imunohistochimia
Imunohistochimia (IHC) este o tehnică esențială în diagnosticarea medicală, folosind anticorpi specifici pentru a detecta antigeni în celulele sau țesuturile examinate. Această metodă se remarcă prin capacitatea sa de a determina tipul celulelor și originea țesutului, fiind deosebit de utilă în diagnosticarea și diferențierea tumorilor, datorită sensibilității și specificității sale ridicate.
În esență, IHC implică aplicarea unor anticorpi care se leagă de antigenele prezente în celule, acești anticorpi fiind marcați cu molecule ce pot fi vizualizate prin microscopie optică sau de fluorescență. Astfel, se pot identifica proteine specifice implicate în procese precum secreția, excreția sau funcțiile receptorilor de suprafață, dar și alte componente cum ar fi glicolipidele, glicoproteinele sau ADN-ul circulant.
Prin histochimie, se înțelege studiul compoziției chimice și înțelegerea metabolismului celulelor și al țesuturilor prin reacţii chimice specifice unei structuri sau unui proces celular. În activitatea clinică, IHC este utilizată la scară largă atât pentru diagnosticarea și diferențierea tumorilor maligne, cât și în cercetarea biomedicală.
Se folosesc markeri moleculari specifici ce caracterizează diferite procese celulare precum proliferarea sau moartea celulară (de tip apoptoză sau necroză). În general, se urmărește identificarea proteinelor din țesutul biologic. Imunohistochimia are la bază reacția dintre antigen și anticorp.
Antigenul (Ag), sau imunogenul, reprezintă o substanță care poate genera un răspuns imun specific de la gazdă și are rolul de a genera anticorpi specifici, limfocite T, ori ambele. Antigenul prezintă pe suprafața sa un determinant antigenic, denumit și epitop. Epitopul reacționează specific cu anticorpul și determină răspunsul imun.
Proprietățile anticorpilor sunt reprezentate de antigenicitate, imunogenicitate și tolerogenitate. Toate acestea definesc capabilitatea antigenului de a se lega specific cu anumiți compuși, capabilitatea de a induce un răspuns imun adaptat și de a induce toleranța imunologică.
După natura chimică, antigenii se pot împărți în proteine, polizaharide, acizi nucleici și lipide. Cea mai mare categorie de antigeni este reprezentată de proteine, acestea fiind cele mai bune imunogene.
Anticorpul (Ac), sau imunoglobulina, este o proteină produsă în limfocite ca răspuns la un antigen. Fiecare anticorp se poate lega doar de un antigen specific, corespunzător.
Legarea anticorpului de antigen este o reacție de cuplare și se realizează printr-un mecanism de tip „cheie-broască”. Pe suprafața anticorpului se află paratopul, care ajută la formarea acestei legături prin atașarea sa de epitopul antigenului corespunzător.
Anticorpii prezintă două proprietăți importante: afinitate şi aviditate.
Aviditatea reprezintă energia totală de interacțiune specifică a anticorpului cu epitopii antigenului corespunzător. Tăria legăturii are la bază forțele de interacțiune moleculară non-covalente. Anticorpii utilizați în imunohistochimie se pot împărți în anticorpi monoclonali și anticorpi policlonali.
Anticorpii monoclonali sunt definiți ca fiind o populație omogenă de imunoglobuline ce țintesc un singur epitop. Cel mai frecvent, aceștia sunt produşi printr-o tehnologie laborioasă care presupune utilizarea de șoareci, iepuri, șobolani sau cămile, animale care sunt imunizate iniţial prin injecții intraperitoneale cu un imunogen de interes (antigenul urmărit), iar apoi sunt stimulate prin reinjectare de două ori pe lună, pentru o perioadă de 2-4 luni. Se monitorizează răspunsul imun al animalului, iar dacă răspunsul este favorabil, animalul este sacrificat și limfocitele B se izolează din splină și se fuzionează cu o linie celulară imortalizată cunoscută, obținându-se un hibridom – un tip de celulă care se divide de un număr foarte mare de ori dar care secretă şi anticorpi. După stabilizarea clonei, se cresc și înmulţesc clonele secretoare de anticorpi şi se izolează/purifică anticorpii.
Anticorpii policlonali sunt definiți ca fiind un amestec heterogen de anticorpi ce ţintesc diferiți epitopi ai aceluiași antigen. Aceștia sunt cel mai frecvent produși folosind iepuri, dar și alte animale precum: capră, porc, vacă. Se preferă alegerea iepurilor pentru obținerea acestor anticorpi deoarece anticorpii produși de aceștia precipită mai bine proteinele umane.
IHC completează analiza histopatologică tradițională, aducând o valoare adăugată semnificativă prin precizia diagnosticului. Aceasta permite nu doar confirmarea naturii tumorii (benignă sau malignă), dar și gradarea acesteia, fapt esențial pentru evaluarea prognosticului și determinarea strategiei terapeutice.
Printre indicațiile pentru utilizarea IHC se numără stabilirea originii tumorilor metastatice de origine necunoscută, clasificarea tumorilor maligne nediferențiate, și detectarea micrometastazelor. De asemenea, IHC este utilă în diagnosticarea diferențială între diferitele tipuri de tumori, facilitând astfel alegerea tratamentului optim.
Pentru efectuarea analizei imunohistochimice, se studiază la microscop lama colorată cu hematoxilină-eozină și se face recomandarea markerilor tumorali ce urmează a fi analizați. Această metodă folosește anticorpi pentru a verifica anumiți antigeni prezenți în celulă.
Este necesară pregătirea corectă a lamelor. Din nou, se va secționa la microtom țesutul de interes, se va etala țesutul pe lame, iar acestea se vor pregăti pentru analiză.
Procedura de imunohistochimie este automatizată în laborator, utilizând echipamente avansate precum Dako Autostainer Link48 sau BenchMark ULTRA IHC/ISH System, asigurând astfel un proces standardizat și eficient. Aceste platforme sunt utilizate și pentru analize specifice, cum ar fi markerii moleculari ALK, PD-L1, DISH care sunt esențiali în contextul terapiilor țintite și al imunoterapiilor pentru diferite tipuri de cancer.
Clonele 22C3, SP263 și SP142 sunt folosite pentru a detecta expresia PD-L1 în țesuturile tumorale, ajutând astfel oncologii să identifice pacienții care ar putea beneficia de terapii imunologice. În plus, analiza DISH (Dual In Situ Hybridization) este utilizată pentru a evalua amplificarea genei HER2, un alt marker important în tratamentul cancerului, contribuind la un diagnostic precis și la personalizarea tratamentului..
Aceste teste sunt utilizate în mod obișnuit în oncologie pentru a determina dacă pacienții sunt susceptibili de a răspunde la terapiile cu inhibitori ai punctelor de control imun care vizează calea PD-1/PD-L1, cum ar fi pembrolizumab și atezolizumab.
Nivelurile de expresie PD-L1 în țesutul tumoral îi pot ajuta pe oncologi să identifice care pacienți sunt mai susceptibili de a beneficia de aceste imunoterapii.
Imunohistochimia reprezintă un instrument indispensabil în diagnosticul modern, contribuind la precizia și personalizarea tratamentului oncologic și la îmbunătățirea prognosticului pacienților. Aceasta ilustrează avansurile științifice în domeniul medical și importanța lor pentru sănătatea publică.
Prin examinarea meticuloasă a probelor de țesut, histopatologia ajută profesioniștii din domeniul sănătății să ofere diagnostice precise, terapii personalizate și, în cele din urmă, să îmbunătățească viața a nenumărați pacienți. Este o dovadă a puterii științei și a expertizei medicale, contribuind la progresul cercetării și la obținerea unei sănătăți mai bune pentru toți.
Bibliografie
- Shetty, J. K., Babu, H. F., & Hosapatna Laxminarayana, K. P. (2020). Histomorphological Assessment of Formalin versus Nonformalin Fixatives in Diagnostic Surgical Pathology. Journal of laboratory physicians, 12(4), 271–275. https://doi.org/10.1055/s-0040-1722546
- Magaki, S., Hojat, S. A., Wei, B., So, A., & Yong, W. H. (2019). An Introduction to the Performance of Immunohistochemistry. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), 1897, 289–298. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8935-5_25
- Thavarajah, R., Mudimbaimannar, V. K., Elizabeth, J., Rao, U. K., & Ranganathan, K. (2012). Chemical and physical basics of routine formaldehyde fixation. Journal of oral and maxillofacial pathology : JOMFP, 16(3), 400–405. https://doi.org/10.4103/0973-029X.102496
- Webster, J. D., Miller, M. A., Dusold, D., & Ramos-Vara, J. (2009). Effects of prolonged formalin fixation on diagnostic immunohistochemistry in domestic animals. The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society, 57(8), 753–761. https://doi.org/10.1369/jhc.2009.953877
- Sompuram, S. R., Vani, K., Messana, E., & Bogen, S. A. (2004). A molecular mechanism of formalin fixation and antigen retrieval. American journal of clinical pathology, 121(2), 190–199. https://doi.org/10.1309/BRN7-CTX1-E84N-WWPL
- Verma, Aditi. (2022) Immunohistochemistry Techniques, Strengths, Limitations and Applications. https://www.technologynetworks.com/analysis/articles/immunohistochemistry-techniques-strengths-limitations-and-applications-363107
- Anderson, J.; Rolls, G. An Introduction to Routine and Special Staining. https://www.leicabiosystems.com/knowledge-pathway/an-introduction-to-routine-and-special-staining/.
- ThermoFischer Scientific. Overview of Immunohistochemistry (IHC). https://www.thermofisher.com/ro/en/home/life-science/protein-biology/protein-biology-learning-center/protein-biology-resource-library/pierce-protein-methods/overview-immunohistochemistry.html