A análise de DNA em tempo real durante a neurocirurgia oferece tratamento personalizado de tumor cerebral

Uma equipe de pesquisadores do Centro Médico da Universidade Schleswig-Holstein (UKSH), Kiel Campus, Universidade de Kiel e Instituto Max Planck de Genética Molecular, Berlim, desenvolveu um método inovador para classificação genética molecular em tempo real de tumores cerebrais durante a cirurgia. Essa abordagem combina análise de metilação do DNA com tecnologias avançadas de aprendizado de máquina para fornecer informações detalhadas sobre o tipo de tumor durante a cirurgia.

Pela primeira vez, a neurocirurgia pode ser adaptada não apenas à localização e à proximidade de um tumor às funções cerebrais críticas, mas também às suas características moleculares específicas. Isso permite uma abordagem direcionada para a remoção do tumor, o que é uma vantagem decisiva para os pacientes, especialmente em casos complexos. As descobertas foram publicadas em 28 de fevereiro de 2025 em Medicina da natureza.

“Somente através de estreita colaboração entre cientistas básicos de pesquisa e médicos que trabalham na medicina translacional foi possível desenvolver um método que supere todas as abordagens semelhantes anteriores em termos de precisão e velocidade”, diz o Prof. Franz-Josef Müller, vice-diretor do Departamento de Psiciatria e Psicoterapia do UKSH, Kiel Campus e Professor da Faculty do Medical Faculty da Medical Faculty da Medical Faculty da Medical Faculty da Medical Faculty da Medical Faculty da Medical Faculty.

Ele liderou a equipe interdisciplinar, juntamente com o Prof. Helene Kretzmer, ex -líder do grupo “Computational Genomics” no MPIMG, Dra. Alena Van Bömmel, ex -pós -doutorado no MPIMG, Ph.D. Estudante Mara Steiger, MPIMG e Ph.D. Estudante Björn Brändl, Centro de Psiquiatria Integrativa, Campus Kiel.

O estudo foi realizado em colaboração com o Departamento de Neurocirurgia de Uksh, Campus Kiel. “Embora os avanços do passado na neurocirurgia tenham refinado técnicas para a remoção de tumores, essa abordagem centrada na doença revoluciona todo o procedimento. Em vez de simplesmente se concentrar na localização do tumor, a identificação intraoperatória do tipo de tumor abre novas possibilidades para ajustes em tempo real na estratégia cirúrgica baseada na biologia específica do tumor.

“Essa abordagem vincula diretamente a medicina de precisão à neurocirurgia, elevando o tratamento de um procedimento orientado a técnica a uma terapia personalizada e centrada na doença. A cirurgia, dessa maneira, se torna uma terapia personalizada”, diz o Dr. Carolin Kubelt-Kwamin, médico sênior da clínica da Neurocurgery.

A metilação do DNA, um marcador epigenético, serve como uma “impressão digital” que reflete a origem de um tumor. Diferentes tipos de tumores exibem padrões de metilação distintos, que podem ser analisados ​​via sequenciamento. O novo método emprega o sequenciamento de nanoporos para identificar esses padrões com velocidade e precisão notáveis.

“No entanto, como esse sequenciamento deve ocorrer dentro do prazo estreito da cirurgia, ele pode capturar realisticamente apenas uma fração dos padrões de metilação do tumor”, explica o Dr. Kretzmer. Para abordar essa limitação, os pesquisadores aplicaram uma abordagem matemática da teoria da probabilidade conhecida como Teorema de Bayes.

“Ao usar esse método, treinamos um modelo de aprendizado de máquina que, em combinação com software especializado, processa os dados de sequenciamento em tempo real e permite a classificação de tumores em menos de uma hora usando menos de 0,1% dos dados genéticos”, diz Mara Steiger. Isso representa um avanço significativo sobre os métodos anteriores, que levaram horas a semanas.

O estudo demonstra que os resultados desse novo método estão alinhados com os de um exame neuropatológico completo. Os pesquisadores destacam que o método pode classificar com precisão os tumores desafiadores de diagnóstico, onde as técnicas histopatológicas tradicionais geralmente ficam aquém. Essa inovação oferece uma vantagem significativa para os pacientes, principalmente em casos complexos, permitindo uma abordagem mais direcionada e precisa para a remoção de tumores.

Análises moleculares e epigenéticas modernas revelaram que muitos tumores anteriormente pensados ​​como um tipo de câncer são, de fato, altamente diversos. Por exemplo, os tumores do sistema nervoso central agora são classificados em quase 90 categorias distintas. Essas diferenças exigem diferentes estratégias terapêuticas. Enquanto alguns tumores podem ser tratados com radiação ou medicação, outros requerem cirurgia extensa.

Até agora, no entanto, o tecido tumoral era analisado apenas no pós -operatório, deixando os cirurgiões incertos sobre a classificação do tumor durante a cirurgia e forçando -os a tomar decisões que correm o risco de danificar o tecido cerebral saudável. A análise de metilação do DNA intraoperatória, combinada com o sequenciamento de nanoporos, agora fornece informações críticas que os cirurgiões podem usar em tempo real para tomar decisões mais informadas, apoiando a cirurgia de precisão personalizada.