Včasná detekce nástupu rakoviny na základě snímání pole rakoviny na úrovni orgánu v zažívacím traktu pomocí integrované stimulované Ramanovy/rozptylovací modality pro endoskopická měření in vivo v reálném čase (SENSITIVE)

Adenokarcinom jícnu a kolorektální karcinom jsou běžné stavy, které jsou odpovědné za vysokou úmrtnost v celosvětové populaci. Respektive je známo, že pacienti s Barrettovým jícnem a Lynchovým syndromem jsou ohroženi rozvojem těchto letálních stavů. Proto jsou tito pacienti podrobeni pravidelnému endoskopickému sledování za účelem screeningu na přítomnost těchto malignit za účelem detekce lézí během jejich premaligních stadií. Intervaly, ve kterých byla tato screeningová vyšetření stratifikována, však mají empirický základ s libovolným časovým rozpětím, což u většiny těchto pacientů vede ke spoustě zbytečných invazivních vyšetření. Výhodně je u pacientů, u kterých je zjištěno riziko rozvoje rakovinné léze, aplikována přizpůsobená strategie. K dosažení tohoto přístupu by mohla hrát klíčovou roli detekce kancerózie v terénu. Než se rozvinou histopatologické projevy onemocnění, dochází k jemným změnám v buňkách a tkáni jako prvky terénní kancerózie. Pokud lze tyto změny pozorovat in vivo v reálném čase, lze diagnostikovat terénní kancerózu. Následně mohli být pacienti přesněji stratifikováni do vysoce a nízkorizikových kohort a mohly být přizpůsobeny intervaly dozorových vyšetření. Kromě toho, pokud by byla polní kanceróza identifikována v reálném čase během endoskopie, mohla by být použita během terapeutických endoskopií pro hodnocení (zbytkové) tkáně. Pro detekci kancerizace v terénu jsou zapotřebí pokročilé biomedicínské optické techniky, které dokážou vizualizovat biomarkery v nanoměřítku. Proto výzkumníci vyvinuli integrovanou Ramanovu/rozptylovou modalitu, která může provádět měření alimentární sliznice na základě sondy během GI endoskopie. Ramanova spektroskopie poskytuje informace týkající se biomolekulárního složení tkáně, zatímco měření rozptylových vlastností poskytuje strukturní informace v nanoměřítku.

Během našich preklinických studií vyšetřovatelé zkoumali proveditelnost Ramanových a rozptylových měření pro detekci polní kancerózy na vzorcích lidské tkáně (BE a tlusté střevo) a vzorcích tkání z myších modelů (intestinální model: villin-Cre/APCco/wt myši a BE model : myši L2-IL1B/WT, zdravé kontrolní modely: myši WT). Lidské biopsie zahrnovaly BE a kolorektální vzorky nepodezřelé tkáně z orgánů bez prokázané dysplastické léze (skupina A; bez očekávané terénní kancerózie) a nepodezřelou tkáň z orgánů s prokázanou dysplastickou lézí (skupina B; očekávaná terénní kanceróza). Kromě toho byly získány vzorky z dysplastických lézí u pacientů s BE (skupina C).

Vzorky nepostižené lidské tkáně ze skupiny B vykazovaly pozoruhodně koncentrované výsledky podél Ramanova spektra, které se zdálo být více podobné Ramanovým výsledkům vzorků dysplastických lézí spíše než ostatní vzorky nepostižené tkáně ze skupiny. A. Vzorky ze skupiny A vykazovaly velkou variabilitu dat podél jejich Ramanova spektra. Tato variabilita bránila stanovení významných rozdílů ve vzorcích nepostižené tkáně z orgánů bez očekávané terénní kancerózy a vzorků z orgánů s očekávanou terénní kancerózou. Je zajímavé, že zvýšení ve třech parametrech měřených rozptylem (síla poruchy, míra depolarizace a frekvence drsnosti) byla všechna diskriminační pro nepostižené vzorky tkáně z BE se zavedenou polní kancerózou (skupina B) z nepostižených vzorků z BE bez očekávaná polní kanceróza (skupina A). V konečníku pouze parametr poruchy poskytl významné rozdíly mezi nedysplastickou tkání tlustého střeva a tkání z tlustého střeva se zavedenou terénní kancerózou.

V myších modelech, na kterých rostla EAC a rakovina střeva, Ramanova měření vzorků dysplastické tkáně ukázala různé vrcholy vlnočtů v Ramanově spektru ve srovnání se vzorky normální tkáně WT na úrovni různých orgánů (předžaludek, SCJ, žaludek, střevo). Kromě toho Ramanovy výsledky umožnily diferenciaci vzorků nepostižené tkáně z myší s terénní kancerózou (tj. obsahujících prokázaný nádor) ve srovnání se vzorky normální/nezasažené tkáně od myší WT (tj. nemít terénní kancerizaci). Navíc kombinace parametrů rozptylu a modalit PWS vede k citlivé detekční modalitě, kterou lze použít jako pomocnou metodu pro screening Ramanovy rakoviny.

Vyšetřovatelé tedy předpokládají, že integrovaný přístup Ramanovy spektroskopie a měření rozptylu umožňuje detekci kancerózie jícnu a kolorektální tkáně v terénu.

Proto se výzkumníci zaměřují na posouzení bezpečnosti rozptylu založeného na sondě a Ramanových měření pomocí CITLIVÉHO systému alimentární sliznice během GI endoskopie.