2009 januárjának közepén az ostya megváltozott töredéke természetes módon kiszáradt és úgy nézett ki, mint egy vérfolt vagy egy alvadék rög, ám attól kezdve külsőleg nem változott. Még ugyanabban a hónapban az érsek kórszövettani vizsgálatokat kért az ostyáról. Március 30-án egyházi bizottságot állított fel a jelenség tanulmányozására.
A megváltozott ostya egy darabját két szakértő, Maria Sobaniec-Łotowska és Stanisław Sulkowski orvosprofesszorok elemezték egymástól függetlenül, hogy biztosítsák az eredmények hihetőségét. Mindketten kórszövettan szakorvosok Białystok Orvostudományi Egyetemén. Az elemzéseket az egyetem morfopatológiai osztályán végezték el.
A vizsgálatokat kimerítően leírták és lefényképezték. A teljes dokumentációt átadták a Białystoki Érsekségnek.
Külön rendkívüliség, hogy a 
konszekrált Ostya nem feloldott része beágyazódott a ruhaanyagba. Mindazonáltal a vörös vérrög olyan világos volt, mint mindig. A mintadarab elég nagy volt ahhoz, hogy elvégezhessék rajta az összes szükséges vizsgálatot. Laboratóriumi elemzések megerősítik: a szívizomrostok és a kenyér szerkezete úgy fonódnak egybe, hogy azt emberi eszközökkel képtelenség lenne reprodukálni.
Mindkét, egymástól független vizsgálat eredményei tökéletesen megegyeztek. Azt a végkövetkeztetést vonták le, hogy az ostya átalakult töredékének szerkezete azonos egy halálhoz közel álló, élő személy micokardiális (szív) szövetével, felvéve a halálhoz közel álló szívizom alakját. Ez a fajta jelenség megmagyarázhatatlan a természettudományok által. A szívizomrost szerkezete mélyen egybefonódik a kenyérével, olyan módon, hogy azt emberi eszközökkel lehetetlen megvalósítani, Maria Sobaniec-Łotowska orvosprofesszor nyilatkozata szerint.
A vizsgálatok bebizonyították, hogy a Szentostyához semmiféle idegen anyagot nem adtak. Ugyanakkor az Egyház azt tanítja, hogy a kenyér-ostya Krisztus Testévé válik, a pap krisztusi szavaira. A kórszövettani vizsgálatok 2009. január 21-én keltezett eredményeit belefoglalták a Białystok-i Érseki Kúria dokumentációjába.
A Białystoki Érseki Kúria hivatalos közleménye megállapította: „A Sokółka-i esemény nem ellenkezik az egyház hitével; inkább megerősíti azt. Az egyház vallja, hogy az átváltoztatás szavai után, a Szentlélek erejéből, a kenyér átalakul Krisztus Testévé, és a bor az Ő Vérévé. Továbbá ez egy felhívás az Eucharisztia minden kiszolgáltatójának, hogy az Úr Testét hittel és gonddal osszák ki, a hívek pedig imádattal fogadják Őt”.
