Raman spectroscopy of blood and urine liquid biopsies for ovarian cancer diagnosis: identification of chemotherapy effects.
Journal
Journal of biophotonics
ISSN: 1864-0648
Titre abrégé: J Biophotonics
Pays: Germany
ID NLM: 101318567
Informations de publication
Date de publication:
11 2021
11 2021
Historique:
revised:
19
07
2021
received:
27
06
2021
accepted:
20
07
2021
pubmed:
24
7
2021
medline:
15
12
2021
entrez:
23
7
2021
Statut:
ppublish
Résumé
Blood plasma and serum Raman spectroscopy for ovarian cancer diagnosis has been applied in pilot studies, with promising results. Herein, a comparative analysis of these biofluids, with a novel assessment of urine, was conducted by Raman spectroscopy application in a large patient cohort. Spectra were obtained through samples measurements from 116 ovarian cancer patients and 307 controls. Principal component analysis identified significant spectral differences between cancers without previous treatment (n = 71) and following neo-adjuvant chemotherapy (NACT), (n = 45). Application of five classification algorithms achieved up to 73% sensitivity for plasma, high specificities and accuracies for both blood biofluids, and lower performance for urine. A drop in sensitivities for the NACT group in plasma and serum, with an opposite trend in urine, suggest that Raman spectroscopy could identify chemotherapy-related changes. This study confirms that biofluids' Raman spectroscopy can contribute in ovarian cancer's diagnostic work-up and demonstrates its potential in monitoring treatment response.
Identifiants
pubmed: 34296515
doi: 10.1002/jbio.202100195
doi:
Types de publication
Journal Article
Research Support, Non-U.S. Gov't
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e202100195Informations de copyright
© 2021 Wiley-VCH GmbH.
Références
F. Bray, J. Ferlay, I. Soerjomataram, R. L. Siegel, L. A. Torre, A. Jemal, CA Cancer J. Clin. 2018, 68, 394.
F. Reid, N. Bhatla, A. M. Oza, S. V. Blank, R. Cohen, T. Adams, A. Benites, D. Gardiner, S. Gregory, M. Suzuki, A. Jones, Int. J. Gynecol. Cancer. 2021, 31, 238.
C. Stewart, C. Ralyea, S. Lockwood, Semin. Oncol. Nurs. 2019, 35, 151.
U. A. Matulonis, A. K. Sood, L. Fallowfield, B. E. Howitt, J. Sehouli, B. Y. Karlan, Nat. Rev. Dis. Primers. 2016, 2, 16061.
S. Lheureux, C. Gourley, I. Vergote, A. M. Oza, Lancet. 2019, 393, 1240.
I. J. Jacobs, U. Menon, A. Ryan, A. Gentry-Maharaj, M. Burnell, J. K. Kalsi, N. N. Amso, S. Apostolidou, E. Benjamin, D. Cruickshank, D. N. Crump, S. K. Davies, A. Dawnay, S. Dobbs, G. Fletcher, J. Ford, K. Godfrey, R. Gunu, M. Habib, R. Hallett, J. Herod, H. Jenkins, C. Karpinskyj, S. Leeson, S. J. Lewis, W. R. Liston, A. Lopes, T. Mould, J. Murdoch, D. Oram, D. J. Rabideau, K. Reynolds, I. Scott, M. W. Seif, A. Sharma, N. Singh, J. Taylor, F. Warburton, M. Widschwendter, K. Williamson, R. Woolas, L. Fallowfield, A. J. McGuire, S. Campbell, M. Parmar, S. J. Skates, Lancet 2016, 387, 945.
S. S. Buys, E. Partridge, A. Black, C. C. Johnson, L. Lamerato, C. Isaacs, D. J. Reding, R. T. Greenlee, L. A. Yokochi, B. Kessel, E. D. Crawford, T. R. Church, G. L. Andriole, J. L. Weissfeld, M. N. Fouad, D. Chia, B. O'Brien, L. R. Ragard, J. D. Clapp, J. M. Rathmell, T. L. Riley, P. Hartge, P. F. Pinsky, C. S. Zhu, G. Izmirlian, B. S. Kramer, A. B. Miller, J. L. Xu, P. C. Prorok, J. K. Gohagan, C. D. Berg, JAMA. 2011, 305, 2295.
I. Jacobs, D. Oram, J. Fairbanks, J. Turner, C. Frost, J. G. Grudzinskas, Br. J. Obstet. Gynaecol. 1990, 97, 922.
R. G. Moore, D. S. McMeekin, A. K. Brown, P. DiSilvestro, M. C. Miller, W. J. Allard, W. Gajewski, R. Kurman, R. C. Bast Jr, S. J. Skates, Gynecol. Oncol. 2009, 112, 40.
A. Aithal, S. Rauth, P. Kshirsagar, A. Shah, I. Lakshmanan, W. M. Junker, M. Jain, M. P. Ponnusamy, S. K. Batra, Expert Opin. Ther. Targets 2018, 22, 675.
H. Meden, A. Fattahi-Meibodi, Int. J. Biol. Markers. 1998, 13, 231.
F. L. Martin, Nat. Methods 2011, 8, 385.
H. J. Butler, L. Ashton, B. Bird, G. Cinque, K. Curtis, J. Dorney, K. Esmonde-White, N. J. Fullwood, B. Gardner, P. L. Martin-Hirsch, M. J. Walsh, M. R. McAinsh, N. Stone, F. L. Martin, Nat. Protoc. 2016, 11, 664.
J. G. Kelly, J. Trevisan, A. D. Scott, P. L. Carmichael, H. M. Pollock, P. L. Martin-Hirsch, F. L. Martin, J. Proteome Res. 2011, 10, 1437.
M. J. Baker, S. R. Hussain, L. Lovergne, V. Untereiner, C. Hughes, R. A. Lukaszewski, G. Thiefin, G. D. Sockalingum, Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 1803.
H. F. Nargis, H. Nawaz, A. Ditta, T. Mahmood, M. I. Majeed, N. Rashid, M. Muddassar, H. N. Bhatti, M. Saleem, K. Jilani, F. Bonnier, H. J. Byrne, Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 2019, 222, 117210.
J. L. Pichardo-Molina, C. Frausto-Reyes, O. Barbosa-García, R. Huerta-Franco, J. L. González-Trujillo, C. A. Ramírez-Alvarado, G. Gutiérrez-Juárez, C. Medina-Gutiérrez, Lasers Med. Sci. 2007, 22, 229.
D. K. R. Medipally, D. Cullen, V. Untereiner, G. D. Sockalingum, A. Maguire, T. N. Q. Nguyen, J. Bryant, E. Noone, S. Bradshaw, M. Finn, M. Dunne, A. M. Shannon, J. Armstrong, A. D. Meade, F. M. Lyng, Ther. Adv. Med. Oncol. 2020, 12, 1758835920918499.
G. Del Mistro, S. Cervo, E. Mansutti, R. Spizzo, A. Colombatti, P. Belmonte, R. Zucconelli, A. Steffan, V. Sergo, A. Bonifacio, Anal. Bioanal. Chem. 2015, 407, 3271.
S. Li, L. Li, Q. Zeng, Y. Zhang, Z. Guo, Z. Liu, M. Jin, C. Su, L. Lin, J. Xu, S. Liu, Sci. Rep. 2015, 5, 9582.
H. M. Huttanus, T. Vu, G. Guruli, A. Tracey, W. Carswell, N. Said, P. Du, B. G. Parkinson, G. Orlando, J. L. Robertson, R. S. Senger, PLoS One. 2020, 15, e0237070.
I. Maitra, C. L. M. Morais, K. M. G. Lima, K. M. Ashton, R. S. Date, F. L. Martin, J. Biophotonics. 2020, 13, e201960132.
M. Bahreini, A. Hosseinzadegan, A. Rashidi, S. R. Miri, H. R. Mirzaei, P. Hajian, Talanta. 2019, 204, 826.
M. Tatarkovič, M. Miškovičová, L. Šťovíčková, A. Synytsya, L. Petruželka, V. Setnička, Analyst. 2015, 140, 2287.
C. A. Jenkins, R. A. Jenkins, M. M. Pryse, K. A. Welsby, M. Jitsumura, C. A. Thornton, P. R. Dunstan, D. A. Harris, Analyst. 2018, 143, 6014.
I. Taleb, G. Thiéfin, C. Gobinet, V. Untereiner, B. Bernard-Chabert, A. Heurgué, C. Truntzer, P. Hillon, M. Manfait, P. Ducoroy, G. D. Sockalingum, Analyst. 2013, 138, 4006.
L. Habartová, B. Bunganič, M. Tatarkovič, M. Zavoral, J. Vondroušová, K. Syslová, V. Setnička, Chirality. 2018, 30, 581.
J. L. González-Solís, J. C. Martínez-Espinosa, L. A. Torres-González, A. Aguilar-Lemarroy, L. F. Jave-Suárez, P. Palomares-Anda, Lasers Med. Sci. 2014, 29, 979.
S. Feng, D. Lin, J. Lin, B. Li, Z. Huang, G. Chen, W. Zhang, L. Wang, J. Pan, R. Chen, H. Zeng, Analyst. 2013, 138, 3967.
M. Paraskevaidi, K. M. Ashton, H. F. Stringfellow, N. J. Wood, P. J. Keating, A. W. Rowbottom, P. L. Martin-Hirsch, F. L. Martin, Talanta. 2018, 189, 281.
G. L. Owens, K. Gajjar, J. Trevisan, S. W. Fogarty, S. E. Taylor, B. Da Gama-Rose, P. L. Martin-Hirsch, F. L. Martin, J. Biophotonics. 2014, 7, 200.
I. Ullah, I. Ahmad, H. Nisar, S. Khan, R. Ullah, R. Rashid, H. Mahmood, Photodiagnosis Photodyn. Ther. 2016, 15, 94.
M. Paraskevaidi, C. L. M. Morais, O. Raglan, K. M. G. Lima, E. Paraskevaidis, P. L. Martin-Hirsch, M. Kyrgiou, F. L. Martin, J. Biophotonics. 2018, 11, e201700372.
J. Prat, Int. J. Gynaecol. Obstet. 2014, 124, 1.
C. L. M. Morais, M. Paraskevaidi, L. Cui, N. J. Fullwood, M. Isabelle, K. M. G. Lima, P. L. Martin-Hirsch, H. Sreedhar, J. Trevisan, M. J. Walsh, D. Zhang, Y. G. Zhu, F. L. Martin, Nat. Protoc. 2019, 14, 1546.
R. Bro, A. K. Smilde, Analytical Methods. 2014, 6, 2812.
C. L. M. Morais, K. M. G. Lima, M. Singh, F. L. Martin, Nat. Protoc. 2020, 15, 2143.
D. Ballabio, V. Consonni, Anal. Meth. 2013, 5, 3790.
C. L. M. Morais, K. M. G. Lima, J. Braz. Chem. Soc. 2018, 29, 472.
C. Cortes, V. Vapnik, Mach. Learn. 1995, 20, 273.
D. B. Hibbert, IUPAC Recommendations 2016 2016, 88, 407.
R. G. Brereton, G. R. Lloyd, J. Chemom. 2014, 28, 213.
C. L. M. Morais, M. C. D. Santos, K. M. G. Lima, F. L. Martin, Bioinformatics. 2019, 35, 5257.
C. L. M. Morais, K. M. G. Lima, Chemom. Intel. Lab. Syst. 2017, 170, 1.
S. Pahlow, K. Weber, J. Popp, B. R. Wood, K. Kochan, A. Ruther, D. Perez-Guaita, P. Heraud, N. Stone, A. Dudgeon, B. Gardner, R. Reddy, D. Mayerich, R. Bhargava, Appl. Spectrosc. 2018, 72, 52.
J. J. Wei, J. William, S. Bulun, Int. J. Gynecol. Pathol. 2011, 30, 553.
S. Böhm, A. Faruqi, I. Said, M. Lockley, E. Brockbank, A. Jeyarajah, A. Fitzpatrick, D. Ennis, T. Dowe, J. L. Santos, L. S. Cook, A. V. Tinker, N. D. Le, C. B. Gilks, N. Singh, J. Clin. Oncol. 2015, 33, 2457.
L. Ashton, P. D. Pudney, E. W. Blanch, G. E. Yakubov, Adv. Colloid Interface Sci. 2013, 199-200, 66.
H. S. Davies, P. Singh, T. Deckert-Gaudig, V. Deckert, K. Rousseau, C. E. Ridley, S. E. Dowd, A. J. Doig, P. D. Pudney, D. J. Thornton, E. W. Blanch, Anal. Chem. 2016, 88, 11609.
G. Zhu, X. Zhu, Q. Fan, X. Wan, Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 2011, 78, 1187.
A. Kirwan, M. Utratna, M. E. O'Dwyer, L. Joshi, M. Kilcoyne, Biomed. Res. Int. 2015, 2015, 490531.
P. Giamougiannis, P. L. Martin-Hirsch, F. L. Martin, Carcinogenesis. 2021, 42, 327.
J. Bian, B. Li, X. J. Kou, T. Z. Liu, L. Ming, Asian Pac. J. Cancer Prev. 2013, 14, 6241.
Z. Movasaghi, S. Rehman, I. U. Rehman, Appl. Spectrosc. Rev. 2007, 42, 493.
P. M. Willemse, R. W. van der Meer, J. Burggraaf, S. G. van Elderen, M. L. de Kam, A. de Roos, H. J. Lamb, S. Osanto, Acta Oncologia 2014, 53, 351.
W. Tian, Y. Yao, G. Fan, Y. Zhou, M. Wu, D. Xu, Y. Deng, PLoS One. 2019, 14, e0221866.
G. Zhao, H. Cardenas, D. Matei, Cancers (Basel) 2019, 11, 1870.
R. G. Moore, A. K. Brown, M. C. Miller, S. Skates, W. J. Allard, T. Verch, M. Steinhoff, G. Messerlian, P. DiSilvestro, C. O. Granai, R. C. Bast Jr, Gynecol. Oncol. 2008, 108, 402.
S. K. Tay, E. K. Chua, Ann. Acad. Med. Singapore 1994, 23, 311.
M. V. Barbolina, N. M. Moss, S. D. Westfall, Y. Liu, R. J. Burkhalter, F. Marga, G. Forgacs, L. G. Hudson, M. S. Stack, Cancer Treat Res. 2009, 149, 319.
C. R. Smith, I. Batruch, J. M. Bauça, H. Kosanam, J. Ridley, M. Q. Bernardini, F. Leung, E. P. Diamandis, V. Kulasingam, Clin. Proteomics. 2014, 11, 23.
A. F. Chambers, B. C. Vanderhyden, Clin Cancer Res. 2006, 12, 323.
A. Bertoluzza, C. Fagnano, P. Finelli, M. A. Morelli, R. Simoni, R. Tosi, J. Raman Spectrosc. 1983, 14, 386.
F. G. Lawton, M. Griffin, J. A. Slack, G. Blackledge, Br J. Cancer. 1990, 62, 692.
E. Ferrari, A. Wittig, F. Basilico, R. Rossi, A. De Palma, D. Di Silvestre, W. A. G. Sauerwein, P. L. Mauri, Molecules (Basel, Switzerland) 2019, 24, 794.
W. Jiang, T. Ma, C. Zhang, X. Tang, Q. Xu, X. Meng, T. Ma, J. Proteomics. 2020, 210, 103533.
K. Grayson, E. Gregory, G. Khan, B. A. Guinn, Biomark. Cancer. 2019, 11, 1179299X19830977.
H. Kim, H. K. Min, G. Kong, M. H. Moon, Anal. Bioanal. Chem. 2009, 393, 1649.
S. Ferraro, F. Braga, M. Lanzoni, P. Boracchi, E. M. Biganzoli, M. Panteghini, J. Clin. Pathol. 2013, 66, 273.
J. Lin, J. Qin, V. Sangvatanakul, Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2013, 167, 81.
E. M. Meys, J. Kaijser, R. F. Kruitwagen, B. F. Slangen, B. Van Calster, B. Aertgeerts, J. Y. Verbakel, D. Timmerman, T. Van Gorp, Eur. J. Cancer. 2016, 58, 17.
K. T. Zondervan, C. M. Becker, K. Koga, S. A. Missmer, R. N. Taylor, P. Viganò, Nat. Rev. Dis. Primers 2018, 4, 9.