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Die prä-, intra- und postoperative Entitäts- und Dignitätsbestimmung von Speicheldrüsen-tumoren (ST) allein anhand von histomorphologischen Kriterien ist häufig mit großen Unsicherheiten verbunden.
Die Spektren der Raman-Spektroskopie (RS) und der Infrarot-Spektroskopie (IS) enthalten Informationen zu der molekularen Zusammensetzung des untersuchten Gewebes. Ziel der Arbeit war die Etablierung eines Gewebe-Aufarbeitungs-Workflows und die Analyse des Einflusses der Fixierung auf die spektrale Bioinformation. Zudem wird ein Überblick über den Einsatz der RS und IS im Kopf-Hals Bereich gegeben.
Es wurden 10 mm dicke, konsekutive kryo-, formalin- und paraffinfixierte ST-Gewebeschnitte von Zystadenolymphomen (n=5) und pleomorphen Adenomen (n=4) mit der RS und IS untersucht und die Daten multivariat ausgewertet. Die Messungen erfolgten in Korrelation zur Histomorphologie über einen korrespondierenden HE-Schnitt sowohl im Tumorgewebe als auch im gesunden Speicheldrüsengewebe.
In der Mittelwertspektrenanalyse zeigte sich eine deutliche Paraffin-Signatur, Formalin-Fixierung hatte keinen wesentlichen Einfluss. Dies konnte durch die Hauptkomponentenanalyse (PCA) bestätigt werden. Eine Diskriminierung von Tumor- und Nicht-Tumorgewebe durch die PCA und gekoppelte Diskriminanzanalyse war ebenfalls mit beiden spektroskopischen Methoden mit einer hohen Sensitivität möglich.
Für eine Translation von spektralen Verfahren ist das Wissen über Einflussfaktoren auf die spektrale Bioinformation der Gewebeaufarbeitung und -fixierung unabdingbar. Die Integration spektraler Verfahren additiv in bestehende Arbeitsabläufe ist möglich. Der Einfluss der Formalinfixierung auf die spektrale Bioinformation ist gering. Die bioinformatische Analyse der umfangreichen Datensätze ist herausfordernd.
IZKF Würzburg
Due to the wide variety of benign and malignant salivary gland tumors, classification and malignant behavior determination based on histomorphological criteria can be difficult and sometimes impossible. Spectroscopical procedures can acquire molecular biological information without destroying the tissue within the measurement processes. Since several tissue preparation procedures exist, our study investigated the impact of these preparations on the chemical composition of healthy and tumorous salivary gland tissue by Fourier-transform infrared (FTIR) microspectroscopy. Sequential tissue cross-sections were prepared from native, formalin-fixed and formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue and analyzed. The FFPE cross-sections were dewaxed and remeasured. By using principal component analysis (PCA) combined with a discriminant analysis (DA), robust models for the distinction of sample preparations were built individually for each parotid tissue type. As a result, the PCA-DA model evaluation showed a high similarity between native and formalin-fixed tissues based on their chemical composition. Thus, formalin-fixed tissues are highly representative of the native samples and facilitate a transfer from scientific laboratory analysis into the clinical routine due to their robust nature. Furthermore, the dewaxing of the cross-sections entails the loss of molecular information. Our study successfully demonstrated how FTIR microspectroscopy can be used as a powerful tool within existing clinical workflows.
