Cientistas criam teste de respiração experimental para detectar câncer de pulmão

O câncer de pulmão é o terceiro câncer mais comum nos Estados Unidos, de acordo com o Centers for Disease Control and Prevention (CDC), mas tem a maior taxa de mortalidade.

Essa alta taxa de mortalidade se deve em parte ao fato de que o câncer de pulmão geralmente é detectado tardiamente, o que significa que as opções de tratamento são mínimas.

Um estudo recente realizado por pesquisadores da Universidade de Louisville demonstrou que um teste de detecção de câncer de pulmão recém-desenvolvido pode determinar quais compostos orgânicos voláteis (VOCs, sigla para o termo em inglês: volatile organic compounds) são os mais prováveis de serem detectados em pessoas com câncer de pulmão.

O estudo foi publicado na revista PLOS One.

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Atualmente, o câncer de pulmão pode ser detectado por meio de tomografias computadorizadas. Há muita pesquisa em andamento sobre a detecção precoce do câncer. Desde o estudo GRAIL, que relatou alguns resultados da tentativa de desenvolver um exame de sangue que pode detectar câncer e de onde ele vem no corpo, até testes epigenéticos, que podem revelar a partir de amostras de esfregaço cervical se uma pessoa tem câncer de ovário, mama ou câncer cervical.

A possibilidade de detectar o câncer de pulmão pela medição dos VOCs é outra área que tem recebido alguma atenção.

O Dr. Mike Davies, da Universidade de Liverpool, que pesquisa o câncer de pulmão e trabalha em estreita colaboração com a instituição de caridade Roy Castle Lung Cancer Foundation, disse em uma entrevista que os produtos químicos voláteis detectados na respiração não são necessariamente do tumor do câncer de pulmão, pois os produtos químicos são trazidos para os pulmões pelo sangue a partir de todo o corpo.

“Os produtos químicos liberados por qualquer parte do corpo, incluindo doenças ou tumores em qualquer parte do corpo, na verdade circulam pelo sistema sanguíneo”, disse ele.

“E quando chegarem aos pulmões, vão sair na respiração. Um exemplo prático disso são as cetonas, então a respiração que você obtém com alguns diabéticos, esse é o mesmo tipo de processo em que um composto é liberado no sistema sanguíneo e sai na respiração”, explicou.

Um dos desafios do uso de VOCs para detectar câncer de pulmão é que existem muitos compostos semelhantes emitidos por diferentes condições.

O Dr. Davies explicou que os VOCs emitidos pela doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), que é comum em fumantes, que também são muito mais propensos a ter câncer de pulmão, são semelhantes aos VOCs emitidos pelo próprio câncer de pulmão.

No artigo publicado, os pesquisadores relatam que a presença de compostos orgânicos voláteis (VOCs) de carbonila na respiração exalada pode desempenhar um papel vital na detecção precoce do câncer de pulmão. Identificar esses marcadores VOC em amostras de respiração por meio de técnicas estatísticas e de aprendizado de máquina inovadoras é uma tarefa importante na pesquisa do câncer de pulmão.

Portanto, eles propuseram uma abordagem experimental para geração de dados de concentração molecular de VOC usando tecnologia exclusiva de microrreator de silício e identificação e caracterização adicionais de VOCs relevantes importantes para a detecção de câncer de pulmão por meio de algoritmos estatísticos e de aprendizado de máquina.

Os pesquisadores desenvolveram um método para capturar a respiração exalada de 414 indivíduos. Desses indivíduos, 156 tinham câncer de pulmão não tratado, 65 pacientes tinham nódulos benignos no pulmão e 193 controles saudáveis foram recrutados das famílias dos pacientes com câncer de pulmão.

A maioria dos pacientes com câncer de pulmão era fumante ou ex-fumante. Dos controles utilizados, 113 eram fumantes ou ex-fumantes e 80 nunca fumaram. O grupo de controle saudável era significativamente mais jovem do que o grupo com câncer de pulmão.

Usando amostras de ar exalado usando um sistema recém-desenvolvido para detectar os diferentes tipos de VOC presentes, os pesquisadores usaram o aprendizado de máquina para determinar se os VOCs detectados em pacientes com câncer estavam ligados ao câncer.

Isso ajudou a identificar um grupo de 7 VOCs que, quando ocorreram juntos, indicaram a presença de câncer de pulmão.

Os pesquisadores relataram vários VOCs informativos e testaram sua eficácia na classificação multigrupo de pacientes. Os resultados analíticos indicaram que sete VOCs principais, incluindo C4H8O2, C13H22O, C11H22O, C2H4O2, C7H14O, C6H12O e C5H8O, são suficientes para detectar os pacientes com câncer de pulmão com maior precisão de classificação média (92%) e menor erro padrão (0,03) em comparação a outras combinações.

Em outras palavras, as concentrações moleculares desses VOCs em amostras de ar exalado foram capazes de discriminar os pacientes com câncer de pulmão (n = 156) dos controles saudáveis fumantes e não fumantes (n = 193) e pacientes com nódulos pulmonares benignos (n = 65).

A quantificação de perfis de VOC de carbonila de amostras de respiração e identificação de VOCs cruciais por meio dessa abordagem experimental abre caminho para a detecção não invasiva do câncer de pulmão.

Além disso, essa abordagem experimental e analítica da análise quantitativa de VOC em amostras de respiração pode ser estendida a outras doenças, incluindo a detecção de COVID-19.

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Fontes:
PLOS One, publicação em 30 de novembro de 2022.
Medical News Today, notícia publicada em 05 de dezembro de 2022.