Professora Fiona Lyng
Identificar os primeiros sinais de câncer o mais cedo possível é fundamental para garantir as maiores chances de sobrevivência. Isso vale para todos os tipos de câncer, e especialmente para o câncer de colo do útero, a quarta causa mais comum de morte por câncer em mulheres no mundo todo. O câncer de colo do útero é amplamente evitável, e a detecção precoce de sinais pré-cancerígenos por meio de exames de rotina, como o exame de Papanicolaou (Papanicolau) ou o teste de HPV (Vírus do Papiloma Humano), permite uma intervenção oportuna.
Embora o surgimento da vacina contra o HPV tenha sido extremamente bem-sucedido na redução da incidência de câncer cervical, as estratégias de rastreamento padrão atuais são imperfeitas. O exame de Papanicolau, por exemplo, consolidou-se como o teste citológico de rotina para identificar anormalidades cervicais, mas a técnica é limitada pela baixa sensibilidade. Consequentemente, o exame de Papanicolau nem sempre consegue detectar com precisão morfologias celulares anormais ou alterações pré-cancerígenas, o que pode levar a resultados falso-negativos.
A professora Fiona Lyng, PhD, diretora do Centro de Ciências da Radiação e do Meio Ambiente da Universidade Tecnológica de Dublin, tem sido uma voz de destaque na área de detecção precoce do câncer usando técnicas baseadas em espectroscopia óptica há mais de uma década. A pesquisa da Profª. Lyng trouxe contribuições transformadoras para o campo, incluindo o desenvolvimento de um novo protocolo baseado em espectroscopia Raman para a detecção de lesões pré-cancerosas do colo do útero, que demonstrou utilidade clínica. Recentemente, conversamos com a Profª. Lyng sobre sua pesquisa pioneira e como os microscópios Raman HORIBA a apoiaram ao longo de sua carreira de pesquisa.
“Para qualquer tipo de câncer, não apenas o cervical, a detecção precoce é fundamental. Ser capaz de identificar o pré-câncer é realmente importante antes que ele se transforme em câncer, porque nesse estágio, ele já se infiltrou e pode estar se espalhando.”
A detecção de alterações pré-cancerígenas nas células do colo do útero oferece uma janela crítica para intervenção antes que o câncer cervical possa se instalar.”
A professora Lyng explicou as limitações dos métodos convencionais de rastreio do câncer do colo do útero e descreveu como isso foi um fator motivador para o desenvolvimento de um novo teste baseado na microscopia Raman.
“O exame de Papanicolau existe há muito tempo e continua sendo o padrão ouro para o diagnóstico citológico do câncer de colo do útero. O problema com o exame de Papanicolau reside na sua subjetividade – o teste depende da inspeção visual das amostras pelos médicos para avaliar se a morfologia celular é anormal. A confiabilidade do teste depende muito da habilidade e experiência do médico. Mesmo assim, as células cervicais podem parecer morfologicamente normais, mas na verdade serem bioquimicamente anormais, e era isso que estávamos tentando superar usando a espectroscopia Raman.”
Nos últimos anos, os programas de rastreio têm utilizado testes de HPV baseados em PCR, mas, como explicou o Prof. Lyng, estes também podem apresentar limitações:
“Muitos dos programas de rastreio do cancro do colo do útero atuais utilizam o teste de HPV em vez da citologia, geralmente realizando uma triagem citológica caso o resultado do teste de HPV seja positivo. Os testes de HPV têm excelente sensibilidade na deteção da infeção por HPV, mas baixa especificidade quanto à probabilidade de esta induzir cancro do colo do útero. Uma mulher pode ter um teste de HPV positivo, mas pode tratar-se de uma infeção transitória sem risco de desenvolvimento de cancro. Os exames citológicos subsequentes podem ou não detetar uma anomalia devido às suas próprias limitações inerentes.”
Considerando que as células cervicais podem apresentar sinais bioquímicos de pré-câncer muito antes do surgimento de alterações morfológicas, o desenvolvimento de métodos de teste capazes de detectar essas alterações bioquímicas precoces nas células cervicais poderia ser um divisor de águas na luta contra o câncer do colo do útero.
Com o objetivo de encontrar métodos mais confiáveis para detectar lesões pré-cancerígenas, o Prof. Lyng e sua equipe começaram a considerar técnicas baseadas em espectroscopia óptica.
“Durante meu pós-doutorado no Laboratório Daresbury, no Reino Unido, eu trabalhava com imagens de fluorescência confocal, mas meu colega, Dr. Mark Tobin, estava pesquisando o uso da espectroscopia infravermelha por radiação síncrotron para o diagnóstico de câncer. Então, quando cheguei à minha instituição atual em Dublin, fiquei entusiasmado ao descobrir que eles tinham um espectrômetro Raman HORIBA– o único microscópio Raman na Irlanda naquela época, em 2000. Foi então que comecei a me interessar de verdade pelo uso da espectroscopia para o diagnóstico de câncer, e junto com meu colega, o Prof. Hugh Byrne, começamos a investigar as capacidades do método Raman.”
Em colaboração com o Dr. Peter Kelehan, do Hospital Nacional de Maternidade de Dublin, o Prof. Lyng e sua equipe tiveram acesso a amostras clínicas de tecido cervical e começaram a obter resultados encorajadores.
Ao analisar o tecido com espectroscopia Raman, é possível determinar a assinatura biomolecular das células, e descobriu-se que a técnica é adequada para identificar alterações mínimas associadas ao pré-câncer.
Graças à colaboração com o Prof. John O'Leary e a Dra. Cara Martin no Coombe Women and Infants University Hospital, a pesquisa logo passou de amostras de tecido para amostras de citologia clínica usadas na triagem. O Prof. Lyng tinha grande interesse em que o teste Raman fosse o menos invasivo possível, minimizando ao mesmo tempo a interrupção do processo normal de triagem.
Figura 1: Ilustração da impressão digital bioquímica de uma célula, mostrando o espectro Raman da célula juntamente com os espectros de DNA e RNA (ácidos nucleicos), fosfatidilinositol (fosfolipídio) e actina (proteína).
“Desenvolver nosso protocolo exigiu muito trabalho e dedicamos bastante tempo a descobrir a melhor abordagem. Para aplicações de espectroscopia, a maioria das pessoas usa fluoreto de cálcio ou outros substratos especiais para montar as amostras e otimizar as condições, mas essa não era uma opção para nós, pois significaria interromper todo o fluxo de trabalho clínico. Se você quer que algo seja facilmente adotado em um ambiente clínico, precisa se encaixar perfeitamente no fluxo de trabalho atual, então insistimos em usar lâminas de vidro, embora isso tenha causado algumas complicações.”
“Um dos principais problemas que enfrentamos foi a contaminação por traços mínimos de sangue nas amostras. Como queríamos usar lâminas de vidro, já que são utilizadas no fluxo de trabalho clínico atual e também são muito mais baratas do que outros materiais especializados, isso limitou os comprimentos de onda de excitação que podíamos usar. A maioria das pessoas usa 785 nm para espectroscopia Raman, mas isso não era adequado para nós, pois o uso de vidro gera muita fluorescência nesse comprimento de onda. Então, fomos para a outra extremidade do espectro, para a luz verde em 532 nm. Nesse comprimento de onda, porém, a hemoglobina apresenta uma ressonância muito forte, o que prejudicou os resultados. Mas, com muita perseverança, tentativa e erro, chegamos a um procedimento bem-sucedido.”
Um dos aspectos mais elegantes do protocolo do Prof. Lyng, publicado na Nature Protocols[1], é a sua simplicidade e natureza não destrutiva. Isto permite que o protocolo Raman seja usado como um complemento para aumentar o fluxo de trabalho atual de rastreio do cancro do colo do útero, em vez de o substituir.
“Nosso protocolo envolve um preparo mínimo da amostra, causando o mínimo de perturbação possível. Como a espectroscopia Raman não é destrutiva, a amostra pode ser analisada por outras vias. Ela pode ser corada para exame citológico ou usada para análise de biomarcadores moleculares. Dessa forma, nosso protocolo pode ser integrado aos programas de teste atuais sem a necessidade de coleta adicional de amostras.”
Após o desenvolvimento bem-sucedido do protocolo Raman, a equipe do Prof. Lyng o colocou recentemente à prova, com um estudo de utilidade clínica em grande escala em colaboração com o Coombe Women and Infants University Hospital e financiado pelo Health Research Board na Irlanda [2].
“Em 2022, publicamos nosso estudo de utilidade clínica em espectroscopia Raman e pré-câncer cervical, no qual analisamos amostras de 662 indivíduos. Este foi o maior ensaio clínico de microscopia Raman para a detecção de pré-câncer cervical até o momento, e ficamos muito satisfeitos com o resultado. Um conjunto de teste independente e cego de amostras (uma mistura de amostras negativas e amostras de neoplasia intraepitelial cervical (NIC)) validou a precisão da classificação em 91,3%.”
Figura 2: Espectros Raman e gráfico de Análise de Componentes Principais mostrando a discriminação entre células cervicais superficiais (azul), intermediárias (verde) e parabasais (vermelho).
A Universidade Tecnológica de Dublin modernizou o sistema original de microscopia Raman LabRam HORIBA para dois sistemas LabRam HR800 e adicionou um par de sistemas HORIBA XploRA™ em 2009. Os XploRAs têm sido uma parte fundamental da pesquisa do Prof. Lyng desde então e têm sido os pilares durante todo o desenvolvimento do protocolo de detecção de pré-câncer cervical baseado em Raman.
“Os sistemas XploRA nos ajudaram enormemente no desenvolvimento do nosso protocolo. É um sistema que pode ser facilmente usado em um laboratório hospitalar, porque, ao contrário do nosso antigo sistema de microscopia Raman, ele se encaixa em uma bancada e é muito fácil de operar por não especialistas. Tivemos inúmeros pesquisadores trabalhando em nossos projetos, de diversas áreas, e conseguimos capacitá-los rapidamente para usar o XploRA com confiança. São verdadeiros cavalos de batalha – este ano marca 15 anos desde que adquirimos nossos sistemas XploRA, e eles ainda estão funcionando perfeitamente e fornecendo os dados robustos de que precisamos para apoiar nossa pesquisa.”
Como o teste de HPV é cada vez mais utilizado em programas de rastreio do cancro do colo do útero, a Prof.ª Lyng e a sua equipa têm vindo a investigar a possibilidade de utilizar a espectroscopia Raman para complementar este teste e estratificar mulheres com resultado positivo para HPV no rastreio. Propõem que a espectroscopia Raman possa ser utilizada como um teste de triagem para discriminar entre infeções transitórias e transformadoras por HPV. Um trabalho preliminar foi publicado [3], demonstrando resultados promissores para satisfazer esta necessidade clínica ainda não atendida.
“Embora tenhamos nos concentrado bastante na citologia até recentemente, as coisas mudaram muito nos últimos anos em relação à forma como o câncer cervical é rastreado. Agora, tudo gira em torno do teste de HPV – então precisamos acompanhar os tempos. Nosso estudo piloto descobriu que a espectroscopia Raman é capaz de classificar infecções por HPV transformadoras de infecções transitórias com sensibilidade de 85% e especificidade de 92%, o que é realmente encorajador. Uma melhor triagem de HPV permitiria que mulheres com infecção persistente de alto risco por HPV fossem encaminhadas para tratamento imediato, enquanto mulheres com infecção transitória de baixo risco poderiam evitar o sobretratamento desnecessário.”
Além do trabalho que desenvolve para aprimorar a triagem do HPV, o Prof. Lyng também tem interesse em ampliar a utilidade da espectroscopia Raman para detectar alterações pré-cancerígenas em outros tipos de câncer além do cervical.
“Tenho interesse em usar a espectroscopia Raman para a detecção de tipos alternativos de pré-câncer. Já trabalhamos com amostras de pulmão e tireoide, mas estamos particularmente entusiasmados com nosso trabalho na área de pré-câncer oral. As amostras orais são ideais porque a coleta é minimamente invasiva – basta abrir a boca e usar uma escova para coletar as células, que são então processadas da mesma forma que fazemos com as amostras de câncer cervical.”
“Nossos estudos iniciais com o Hospital Universitário de Odontologia de Dublin descobriram que a espectroscopia Raman distingue entre os diferentes graus de pré-câncer oral ou displasia oral, e isso funcionou muito bem [4]. Temos um novo projeto começando este ano, financiado pela Science Foundation Ireland, investigando se poderíamos usar a espectroscopia Raman e amostras minimamente invasivas de saliva e células para um melhor gerenciamento de lesões orais potencialmente malignas. Para todos os nossos estudos em andamento sobre detecção de pré-câncer, nossos sistemas XploRA continuarão a se mostrar inestimáveis.”
Você tem alguma dúvida ou solicitação? Utilize este formulário para entrar em contato com nossos especialistas.
Você tem alguma dúvida ou solicitação? Utilize este formulário para entrar em contato com nossos especialistas.
