El significado biológico de la Radiómica

Artículo original: Tomaszewski MR, Gillies RJ. The Biological Meaning of Radiomic Features. Radiology 2021; 298:505–516.

Sociedad: Radiological Society of North America (@RSNA)

DOI: https://doi.org/10.1148/radiol.2021202553

Palabras clave: Radiomics, Radiogenomics, Pathomics, Radiology.

Abreviaturas y acrónimos utilizados: IHQ (inmunohistoquímica).

Línea editorial del número: Radiology es la revista oficial de la sociedad norteamericana de radiología (RSNA). Esta revista es conocida por la publicación de artículos originales, de revisión, comentarios y opiniones acerca de artículos importantes y opiniones de expertos sobre nuevas técnicas y tecnologías. Con los años, se ha consagrado como una de las revistas de mayor importancia en su campo.  

El número de marzo, contiene artículos muy variados, tanto de radiología intervencionista, radiología diagnóstica e, incluso, sobre imagen molecular y radiómica. 

Motivos para la selección: El motivo de mi elección se basa en el auge y los resultados prometedores que está teniendo la radiómica en radiología. Para poder comprender el creciente interés en este campo, creo interesante comprender el significado real de estos avances que, a veces, por su complejidad, no son sencillos de interpretar. Así, el objetivo de mi revisión y de este artículo es poder acercar la Radiómica a los/as radiólogos/as, a través de su comprensión. 

Resumen:

La Radiómica tiene como fin la extracción de aquellas características clínicamente relevantes que contienen las imágenes radiológicas. Para ello, la Radiómica se basa en los datos, muchos de ellos “ocultos” al ojo humano, por ello, es un método que llega a unas conclusiones que no siempre muestran un significado biológico real, lo que lleva a la necesidad de una validación externa. 

Los recientes avances en este campo están facilitando la validación externa o biológica de las características radiómicas, a través de correlación con datos genéticos e histológicos. Se espera que en el futuro se estandarice la correlación biológica de las características radiómicas, lo que incrementará y aportará confianza sobre el método radiómico. 

Existen ya muchos artículos que presentan las relaciones entre características radiómicas y biológicas, correlacionando las características encontradas con el grado histológico del tumor o la expresión génica. Sin embargo, esta revisión hace hincapié en aquellos estudios que buscan correlaciones independientes y nuevas para validar el origen biológico de las características radiómicas encontradas, dividiéndolos en cinco grupos:

1. Validación a través del análisis semántico: Las características semánticas se podrían definir como aquellas características de la imagen de la lesión que el radiólogo considera descriptivas de la lesión. Un ejemplo serían la irregularidad de los bordes de una lesión, la necrosis central, etc.  Asimismo, se ha investigado sobre el análisis cuantitativo de estas características y de otras como la textura de las lesiones en las imágenes radiológicas encontrando correlaciones entre estas y la naturaleza de la lesión. Otros estudios, sin embargo, han encontrado resultados discordantes. 
2. Validación a través de la Radiogenómica: Las características radiómicas no solo pueden correlacionarse con la naturaleza de la lesión, sino también con sus datos genéticos. Nos referimos a esto como Radiogenómica, un campo muy prometedor. No obstante, las relaciones observadas en los estudios radiogenómicos pueden a menudo ser biológicamente muy ambiguas, dada la complejidad del código genético y su vínculo con el fenotipo, que es a menudo indirecto e incierto. Además, la gran cantidad de parámetros, tanto de imagen como de genoma, dan como resultado una, a veces abrumadora, cantidad de comparaciones, que pueden desdibujar las conclusiones. A pesar de ello, estos estudios ofrecen una información poderosa sobre el mecanismo de acción y la base biológica de muchos de los hallazgos radiogenómicos y, por lo tanto, debe incentivarse.
3. Validación a través de la inmunohistoquímica (IHQ): Otra herramienta para la validación es la información histopatológica que describe los fenotipos de los grupos células tumorales y su microambiente. Establecer la relación entre las firmas radiómicas observadas y los hallazgos patológicos podría proporcionar información importante sobre las causas biológicas de la enfermedad del paciente o de su evolución, potencialmente más específicos que el perfil genético. Como ejemplo, algunos estudios han estudiado la correlación entre las características radiómicas del tumor y la hipoxia celular. 
4. Correlación anatomopatológica: Otro enfoque para relacionar los resultados radiómicos del tumor con los hallazgos patológicos es el análisis de la textura de imágenes histológicas. Este es un campo emergente y en rápida expansión al que se le refiere como Patómica;  tiene como objetivo aplicar técnicas de extracción de características de alto rendimiento para estudiar los patrones en los datos patológicos que observamos al microscopio, especialmente de las muestras teñidas con hematoxilina-eosina. Mediante la Patómica, las características de las imágenes in vivo pueden ser comparadas con las características extraídas de muestras ex vivo, beneficiándose a menudo de una definición biológica más clara de los patrones de imagen y, por lo tanto, una mejor comprensión de las características. El análisis cuantitativo de datos histológicos ha demostrado que mejora la predicción de resultados y en la predicción del pronóstico, imitando los objetivos de la Radiómica. Chaddad A et al (2018), observaron ya resultados prometedores en este campo para la estadificación de tumores.
5. Habitat imaging: El análisis radiómico se ha aplicado ampliamente con el objetivo de informar y cuantificar la heterogeneidad tumoral. No obstante, existe un enfoque diferente dirigido explícitamente a identificar distintas áreas tumorales y/o subpoblaciones celulares y se ha denominado como habitat imaging. Las habitat imagingvalidadas biológicamente serán esenciales para su aplicación clínica quizás más prometedora: la planificación de la radioterapia. Como destacan Enderling et al (2019), el conocimiento de la distribución espacial del tumor en las diferentes subregiones podría permitir la distribución de la dosis de radiación para optimizar la respuesta según los perfiles locales de radiosensibilidad; lo que podría contribuir a la reducción de la toxicidad por radiación y permitir la prescripción de dosis personalizada. 

Hasta la fecha, muchos estudios del ámbito de la radiómica no realizan la validación de sus resultados más allá de compararlos con un grupo control. Esta tendencia contribuye a una menor reproducibilidad de los resultados y, por ende, menor impacto de los mismos en la práctica clínica. Cuando se atribuya mayor importancia a la comprensión biológica de las características radiómicas, se podrá desarrollar un sistema de validación estandarizado. No cabe duda de que ya existen muchas formas diferentes de validar y/o aportar contexto biológico a las firmas radiómicas, muchas de ellas resumidas en este artículos. Para seguir avanzando, proponemos que los estudios de radiómica intenten siempre presentar un análisis de validación o una hipótesis para la explicación biológica de los resultados. Esto permitirá la discusión de las características biológicas que hay detrás de los resultados, reforzando esta materia. 

Valoración personal

Mediante este artículo Tomaszewski MR et al han revisado las diferentes formas existentes a día de hoy de validación de los resultados radiómicos, tras lo cual lanzan la proposición de acompañar todos los estudios de este campo de algún tipo de validación o de explicación biológica. 

Me ha parecido una revisión muy completa y, a la vez, interesante sobre un tema complejo en sí y, que, además, todavía está en desarrollo. Creo recomendable leer sobre estos temas que, a pesar de no formar parte de nuestro día día laboral, confío en que llegarán en breve. 

Amaia Pérez del Barrio

aperez.30@alumni.unav.es

Hospital Universitario Marqués de Valdecilla (Santander), R3