Máte
nápad?

Pomôžeme vám!

Chcem pomoc

Chcem
mentora

Kliknite sem

Domov

Vitajte na informačnom portáli
o Európskom výskumnom priestore (ERA)

Photonics21: Nový zobrazovací systém na detekciu rakoviny hrubého čreva pomocou fotoniky

ERA Aktualita

Photonics21

Včasná intervencia by mohla zabrániť mnohým zo 160 000 úmrtí na rakovinu hrubého čreva v Európe každý rok. Kolonoskopie, zlatý štandard včasného odhalenia rakoviny hrubého čreva, môžu stále minúť až 20 % prekanceróznych buniek. Teraz však vďaka celoeurópskemu zdravotnému konzorciu nový koncept, ktorý pomocou fotoniky pomáha lekárom odhaliť rakovinu hrubého čreva, môže čoskoro zabrániť až polovici týchto úmrtí a ušetriť 9-miliárd EUR na znížení nákladov na zdravotnú starostlivosť.

Neexistujú žiadne nástroje, ktoré by umožnili okamžitú diagnostiku v hrubom čreve na bunkovej úrovni v reálnom čase. Teraz však tento európsky výskumný tím so sídlom v Dánsku, Nemecku, Spojenom kráľovstve, Írsku a Rakúsku vytvára novú platformu pre optické zobrazovanie, ktoré pomocou neškodných svetelných lúčov rozpoznáva rozpoznateľné znaky rakoviny hrubého čreva v neuveriteľne ranom štádiu.

Namiesto toho, aby bola do čreva vložená tradičná kamera a potom vykovaný chirurgický zákrok, aby sa prerušil rast na kontrolu a analýzu, môže táto nová technika optického zobrazovania pomôcť klinickým lekárom vyhnúť sa zbytočnej invazívnej biopsii tým, že namiesto toho nahliadne do tkaniva oveľa podrobnejšie než kedykoľvek predtým.

Nový optický zobrazovací systém vybavený endoskopom môže poskytnúť klinickým lekárom možnosť priblížiť oblasti čreva, ktoré identifikovali na kontrolu. Nové zariadenie vytvára bohaté 3D obrázky a využíva svetlo na podrobnejšie skúmanie neuveriteľnou rýchlosťou.

Premietanie so svetlom

Po prvé, pomocou konvenčného bieleho svetla vo fotoaparáte, potom pomocou pokročilejšej fotoniky a optického zobrazovania, sa lekár môže pozrieť na mikroskopickú a molekulárnu úroveň – prepínaním medzi rôznymi spôsobmi sa pozrie hlbšie a tkanivo ďalej analyzuje.

Na zvýšenie priestorového rozlíšenia, hĺbky prieniku a molekulárnej citlivosti tím za konceptom optického zobrazovania používa nový prístup kombinujúci niekoľko metód, a to optickú koherentnú tomografiu (OCT), viacfotónovú mikroskopiu a Ramanovu spektroskopiu. Vedci už používajú tieto spôsoby ako samostatné metódy v niekoľkých rôznych aplikáciách; napríklad OCT sa bežne používa v oftalmológii na skenovanie a diagnostiku chorôb sietnice.

Druhá najčastejšia príčina úmrtí na rakovinu v Európe, kolorektálny karcinómom (CRC), každoročne spôsobuje smrť 160 000 ľudí na celom kontinente, ale nedostatok konkrétnych, včasných diagnostických nástrojov a vzdelania znamená, že adekvátne vyšetrenie absolvuje len niečo málo cez desatinu populácie. Kolorektálny karcinóm (zhubný nádor hrubého čreva a konečníka) je jedno z najčastejších nádorových ochorení v ekonomicky rozvinutých krajinách.

Diagnostika rakoviny hrubého čreva môže byť pre klinických lekárov náročný postup: pri skúmaní polypov – zhlukov buniek, ktoré sa tvoria pozdĺž hrebeňov hrubého čreva, ktoré by mohli pokračovať v rozvoji rakoviny – môže lekárom niekedy chýbať prekancerózny rast. Keď sú polypy menšie ako 10 mm v priemere, majú násobný počet alebo majú plochý vzhľad, často sú spojené s vyššou chybou. Podľa štúdie z roku 2017 bol počas kolonoskopií vynechaný takmer 1 z 5 (17,2  %) kolorektálnych polypov.

Koordinátor projektu Peter Andersen, Department of Health Technology na Technical University of Denmark (DTU) uviedol: „Je ťažké rozlišovať zúbkované lézie od hyperplastických polypov.“

„Google Earth“ z kolonoskopií

Ako vysvetlil Andersen: „Dobrá analógia pre náš koncept zobrazovania je ako kolonoskopia Google Earth: začneme s mapou krajiny a potom priblížime mesto, potom ulicu, potom budovu. Podobne náš zobrazovací postup začína konvenčným bielym svetlom na identifikáciu podozrivej oblasti, ktorú by klinický lekár chcel ďalej kontrolovať. Ďalej môžeme priblížiť hĺbku lézie pomocou najskôr OCT, potom viacfotónovej mikroskopie pre metabolické informácie a nakoniec Ramanovej spektroskopie pre molekulárnu informáciu (takmer molekulárny odtlačok rakovinotvorných buniek) na posúdenie podozrenia na léziu.“

Ako ďalej dodal Andersen: „Rakovinové bunky majú vyšší metabolizmus ako susedné nerakovinové bunky, čo znamená vyšší prietok krvi a rast ciev obklopujúcich podozrivé lézie. Po priblížení lézie na stupnici bunkových dĺžok môžeme zmerať prietok krvi, metabolizmus a molekulárne špecifické informácie na identifikáciu rakovinových lézií v bunkovom rozlíšení. Naša technológia je po prvýkrát pri kontrolách hrubého čreva prístrojom typu všetko v jednom a čo je najdôležitejšie, neobsahuje štítky, čo znamená, že nemusíme pacientovi injekčne podávať farbivá alebo biomarkery, aby sme nahlásili niečo podozrivé.“

Ako priblížill Andersen: Pokrok v boji proti rakovine pomocou skoršej detekcie lézií je dôležitý. Úspech v tomto aspekte závisí od pokračujúceho a posilneného pokračujúceho výskumu laserov a fotoniky v celej Európe; výsledky, ktoré sa premietajú do ďalšieho zlepšovania diagnostických schopností.“

Konzorcium projektu PROSCOPE, má ambiciózne ciele zachrániť až polovicu zo 160 000 životov, ktoré každý rok Európa stratí kvôli CRC.

Ako dodal na záver Andersen: „V súčasnosti sa skríningových programov zúčastňuje iba 14 % populácie EÚ kvôli nepohodlným nástrojom a nedostatočnému vzdelaniu alebo informovanosti. Včasnou intervenciou by sme mohli urobiť oveľa viac, zachrániť viac životov a znížiť náklady na zdravotnú starostlivosť; PROSCOPE je zásadným krokom na tejto ceste k boju proti tejto chorobe.“

Projekt PROSCOPE, ktorý sa skončí v roku 2024, bude vykonávať budúce klinické pokusy na klinikách Lekárskej univerzity vo Viedni. Štvorročný projekt PROSCOPE získal grant 5 999 383,75 EUR z programu Horizont 2020 v rámci schémy financovania akcie Výskum a inovácie. Je koordinovaný Danmarks Tekniske Universitet a zahŕňa kombináciu technických partnerov z: Rakúska – Medizinische Universitaet Wien; Spojené kráľovstvo – Univerzitný súd Univerzity v St. Andrews, M -Squared Lasers Limited; Nemecko-Albert-Ludwigs-Universitaet Freiburg, Grintech Gmbh, Ovesco Endoscopy Ag, Universitaetsklinikum Freiburg, Din Deutsches Institut Fuer Normung E.V .; Írsko – Q4 PR LIMITED

Viac informácií:

PROSCOPE

Zdroj: https://sciencebusiness.net; https://www.photonics21.org, zverejnené: 26. 8. 2021, autor: rpa