Erstes 3D-Modell von schwarzem Hautkrebs für die digitale Pathologie entwickelt
Wissenschaftlern aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist es gemeinsam mit Dermatopathologen gelungen das erste digitale 3D-Modell von schwarzem Hautkrebs, dem Melanom, zu erstellen. Damit können Hautärzte durch den Tumor „scrollen". Das könnte in Zukunft die Beurteilung verbessern und präzisere Prognosen ermöglichen.
Gewebe eines Pigmentmals
© DKFZ/Brinker
Hautkrebsdiagnosen werden heute von Dermatopathologen an zweidimensionalen Gewebeschnitten unter dem Mikroskop erstellt. Mit dem Aufkommen der digitalen Pathologie und künstlichen Intelligenz werden die Gewebeschnitte zunehmend digitalisiert, was völlig neue Möglichkeiten zur Integration ihrer Informationen eröffnet.
„Tumoren sind dreidimensional und so liegt es nahe, die 3D-Struktur digital wiederherzustellen, um die Krebsdiagnostik zu verbessern", sagt Titus Brinker, Dermatologe und Nachwuchsgruppenleiter am DKFZ. In Zusammenarbeit mit erfahrenen Dermatopathologen ist es ihm und seinem Team gelungen, das erste digitale 3D-Modell von schwarzem Hautkrebs, dem Melanom, zu erstellen und dessen Implikationen für die digitale Pathologie gemeinsam mit Experten zu evaluieren.
Ein malignes Melanom der Haut wurde mit einem Mikrotom in drei Mikrometer dünne Schnitte aufgetrennt, die nachfolgend durch einen Objektträgerscanner digitalisiert wurden. Das Team um Brinker passte eine Open-Source-Software an, um aus diesen Schnitten ein 3D-Modell zu rekonstruieren. Neun Pathologen aus vier verschiedenen Ländern, die mindestens zehn Jahre Erfahrung in der histologischen Diagnose von Melanomen hatten, testeten anschließend das Modell.
Die überwiegende Mehrheit der Experten bewertete das digitale 3D Modell positiv. Das Scrollen durch den Tumor ermöglicht die schnelle Befundung von vielen Gewebeschichten. Als Vorteil wurde die bessere Darstellung der Anatomie gewertet sowie die Möglichkeit, gleichzeitig verschiedene Gewebeebenen zu bewerten. Als Einschränkung sahen die Experten den hohen Gewebeverbrauch und eine noch geringe Auflösung aufgrund fehlender Rechnerleistung.
Studienleiter Brinker ist optimistisch: „Wir gehen davon aus, dass die zunehmende Automatisierung in der Pathologie in Zukunft die Relevanz solcher digitaler 3D-Modelle unterstützen wird."
Alexander Kurz, Dieter Krahl, Heinz Kutzner, Raymond Barnhill, Antonio Perasole, Maria Teresa Fernandez Figuers, Gerardo Ferrara, Stephan A. Braun, Hans Starz, Mar Llamas-Velasco, Jochen Sven Utikal, Stefan Fröhling Christof von Kalle, Jakob Nikolas Kather, Lucas Schneider, Titus J. Brinker:
European Journal of Cancer, 2023, 113294, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejca.2023.113294
Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, Interessierte und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs.
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