Razendsnelle diagnose hersentumor tijdens operatie

Dankzij AI is het mogelijk veel sneller vast te stellen welk type hersentumor een patiënt heeft. Wat voorheen dagen kostte, is nu mogelijk binnen een uur. Een ‘gamechanger’, volgens neurochirurg Niels Verburg.

“Dat je nog tijdens de operatie je behandelstrategie kunt aanpassen, is enorme winst.” Niels Verburg, oncologisch neurochirurg van Amsterdam UMC, is enthousiast over de nieuwe techniek om in korte tijd te bepalen met welk type hersentumor je te maken hebt. Kunstmatige intelligentie ligt aan de basis van deze nieuwe benadering, die is ontwikkeld in Utrecht. Dankzij een ‘deep-learning’ algoritme is het mogelijk om nog tijdens een operatie het tumortype te bepalen – en daarmee te besluiten of een tumor geheel verwijderd moet worden of dat een minder ingrijpende ingreep kan volstaan.

Tijdrovende analyse

Heel lang was de gebruikelijke gang van zaken dat de neurochirurg de tumor verwijderde en het tumorweefsel door de patholoog liet analyseren. De patholoog bekeek door de microscoop hoe de cellen eruitzagen en of ze op bepaalde kenmerken aankleurden, waarna een diagnose werd gesteld. Verburg: “Dankzij het werk van Pieter Wesseling, hoogleraar neuropathologie en wereldwijd een voorloper op dit gebied, zijn we structureel gaan kijken naar bepaalde patronen in het DNA, de DNA-methylering. Dat patroon is kenmerkend voor het type tumor. Dat heeft de afgelopen jaren voor een revolutie gezorgd binnen de diagnostiek van hersentumoren. Nu komen we met de klinische informatie, beeldvorming, de bevindingen van de patholoog en de DNA-analyse tot een gezamenlijke diagnose.”

Alleen: die analyse is tijdrovend. Voor de analyse van die DNA-patronen is dure, gespecialiseerde apparatuur nodig. Die apparatuur staat maar op een paar plekken. Zo wordt het weefsel voor analyse opgestuurd naar Utrecht, waarna het DNA-methyleringspatroon wordt geanalyseerd met behulp van software van de Universiteit van Heidelberg, gespecialiseerd in dit soort analyses. Een antwoord en daarmee de diagnose kan dagen op zich laten wachten. Al die tijd zit de patiënt in onzekerheid, want het type hersentumor maakt nogal wat uit voor de overlevingskansen.

Vernieuwend

Er is nu een belangrijke volgende stap gezet dankzij AI-technologie, ontwikkeld door de onderzoeksgroep van bio-informaticus Jeroen de Ridder van UMC Utrecht en het Oncode Institute. “De AI-technologie”, legt Verburg uit, “maakt het mogelijk patronen te herkennen op basis van slechts weinig informatie. Dat is heel vernieuwend en ontzettend knap.” Een apparaatje zo groot als een kleine nietmachine, de nanopore sequencer, kan in combinatie met het speciaal ontwikkelde ‘deep-learning’ algoritme deze analyse in korte tijd maken. Het gaat nu om zo’n drie kwartier, in plaats van dagen. Tijdens de operatie worden stukjes weefsel weggenomen, de patholoog kiest op basis van het microscopisch beeld het meest representatieve stukje, daar wordt bij de afdeling Pathologie het DNA uit geïsoleerd en vervolgens in de nanopore sequencer geanalyseerd. “Zo heb je al tijdens de operatie een diagnose, waar we normaal twee tot drie weken op moeten wachten.”

Overlevingskans

Het Utrechtse onderzoek is vooral ingegeven om de behandeling van hersentumoren bij kinderen te verbeteren. “Bij hersentumoren bij kinderen wil je het ene type tumor echt radicaal verwijderen”, legt Verburg uit, “omdat je daarmee de overlevingskans sterk vergroot. Er zijn andere typen tumoren, waarvan we weten dat andere behandelingen, zoals radiotherapie of chemotherapie, ook een goed effect kunnen hebben. Bij de kinderhersenchirurgie gingen we in het verleden wel eens opnieuw opereren als achteraf bleek dat er nog een deel van de tumor was achtergebleven bij een tumortype waarbij zo mogelijk alles weg moet worden gehaald. Opnieuw opereren is echter een grote stap. Dan helpt het zeer als je tijdens de operatie al weet welk type tumor het is. Deze nieuwe techniek is duidelijke winst.”

Nauw betrokken

De onderzoekers uit Utrecht hadden de samenwerking met Amsterdam UMC gezocht omdat hier veel kennis en ervaring is opgedaan met volwassen patiënten met een hersentumor. Amsterdam UMC is het eerste centrum dat de nanopore sequencing als diagnostische methode heeft toegepast tijdens operatie bij volwassen patiënten.

Bron: AmsterdamUMC
Tekst: Jasper Enklaar