Tidlig påvisning af kræftstart baseret på sansning af feltkræft på organniveau i fordøjelseskanalen ved hjælp af en integreret stimuleret Raman/spredningsmodalitet til endoskopiske real-time in vivo målinger (SENSITIVE)

Esophageal adenocarcinom og kolorektal carcinom er almindelige tilstande, der er ansvarlige for høje dødelighedsrater blandt den verdensomspændende befolkning. Patienter med henholdsvis Barretts spiserør og Lynch syndrom er kendt for at være i risiko for at udvikle disse dødelige tilstande. Derfor er disse patienter underlagt regelmæssig endoskopisk overvågning for at screene for tilstedeværelsen af ​​disse maligniteter for at påvise læsionerne i deres præmaligne stadier. Imidlertid har intervallerne, hvormed disse screeningsundersøgelser er blevet stratificeret, et empirisk grundlag med et vilkårligt tidsrum, der fører til en masse unødvendige invasive undersøgelser hos størstedelen af ​​disse patienter. Fortrinsvis anvendes en skræddersyet strategi til patienter, der har en etableret risiko for at udvikle en kræftlæsion. For at opnå denne tilgang kan påvisning af feltkræft spille en nøglerolle. Før histopatologiske manifestationer af sygdom udvikler sig, forekommer subtile ændringer i celler og væv som elementer i feltkræft. Hvis disse ændringer kan observeres in vivo i realtid, kan kræft i felten diagnosticeres. Efterfølgende kunne patienter stratificeres mere præcist i høj- og lavrisiko-kohorter, og intervaller for overvågningsundersøgelser kunne tilpasses. Ydermere, hvis feltkræftdannelse ville blive identificeret i realtid under endoskopi, kunne den bruges under terapeutiske endoskopier til vurdering af (rest)væv. Til påvisning af feltkræftdannelse kræves avancerede biomedicinske optiske teknikker, der kan visualisere biomarkører i nanoskala. Derfor udviklede efterforskerne en integreret Raman/spredningsmodalitet, der kan udføre probe-baserede målinger af fordøjelsesslimhinden under GI-endoskopi. Raman-spektroskopi giver information om den biomolekylære sammensætning af vævet, mens måling af spredningsegenskaberne giver strukturel information på nanoskala.

Under vores prækliniske undersøgelser undersøgte efterforskerne gennemførligheden af ​​Raman- og spredningsmålinger til påvisning af feltkræft på prøver af humant væv (BE og colon) og vævsprøver fra murine modeller (tarmmodel: villin-Cre/APCco/wt-mus og BE-model : L2-IL1B/WT-mus, sunde kontrolmodeller: WT-mus). Humane biopsier inkluderede BE og kolorektale prøver af ikke-mistænkt væv fra organer uden en etableret dysplastisk læsion (gruppe A; uden forventet feltcancerisering) og ikke-mistænkt væv fra organer med en etableret dysplastisk læsion (gruppe B; forventet feltcancerisering). Derudover blev der opnået prøver fra dysplastiske læsioner hos BE-patienter (Gruppe C).

Ikke-påvirkede humane vævsprøver fra gruppe B viste bemærkelsesværdigt koncentrerede resultater langs Raman-spektret, som så ud til at vise mere lighed med Raman-resultaterne for de dysplastiske læsionsprøver i stedet for de andre ikke-påvirkede vævsprøver fra gruppen. A. Prøverne fra gruppe A viste en stor variation af data langs deres Raman-spektrum. Denne variabilitet hæmmede at etablere signifikante forskelle i de ikke-påvirkede vævsprøver fra organer uden forventet feltkræft til dem fra organer med forventet feltkræft. Interessant nok var stigninger i de tre parametre målt ved spredningen (lidelsesstyrke, depolarisationshastighed og ruhedsfrekvens) alle diskriminerende for ikke-påvirkede vævsprøver fra BE'er med etableret feltkræftdannelse (Gruppe B) fra de ikke-påvirkede prøver fra BE'er uden forventet feltkræftdannelse (Gruppe A). I endetarmen gav kun lidelsesparameteren signifikante forskelle mellem ikke-dysplastisk tyktarmsvæv vs væv fra tyktarm med etableret feltkræft.

I de murine modeller, der dyrkede EAC og tarmkræft, viste Raman-målingerne af dysplastiske vævsprøver forskellige toppe af bølgenumre i Raman-spektret sammenlignet med de normale vævsprøver af WT på forskelligt organniveau (formave, SCJ, mave, tarm). Desuden muliggjorde Raman-resultater differentiering af ikke-påvirkede vævsprøver fra mus med feltkræft (dvs. indeholdende en etableret tumor) sammenlignet med normale/ikke-påvirkede vævsprøver fra WT-mus (dvs. ikke at have feltkræft). Derudover resulterer kombinationen af ​​parametre for sprednings- og PWS-modaliteterne i en følsom detektionsmodalitet, som kan bruges på en hjælpemåde til Raman-kræftscreeningen.

Forskerne antager således, at en integreret tilgang til Raman-spektroskopi og spredningsmålinger muliggør påvisning af feltkræft i esophagealt og kolorektalt væv.

Derfor sigter efterforskerne på at vurdere sikkerheden ved probe-baseret spredning og Raman-målinger ved hjælp af det SENSITIVE system af fordøjelsesslimhinde under GI-endoskopi.