Endoskooppinen optinen kuvantaminen tarkkuusonkologian hoitoon paksusuolen ja peräsuolen kasvaimiin (Elios-Color-on-Eximen)

Institute of Image-Guided Surgery (IHU) Strasbourgissa on translaatiotutkimusinstituutti, jonka tavoitteena on kehittää hybridikirurgisia tekniikoita, jotka ovat vähemmän invasiivisia ja kuvaohjattuja parantamaan terapeuttisia tuloksia tarkkuuslääketieteen nousevassa kontekstissa.

Yksi laajenevista tekniikoista on fluoresenssikuvaus, joka voi ohjata kirurgista toimenpidettä erittäin tarkasti.

IHU-SPECTRA-tutkimusyksikkö, joka on kokonaan omistautunut fluoresenssiohjatun kirurgian kehittämiseen, perustettiin IHU Strasbourgiin. Tällä hetkellä sitä edustaa eri alojen tutkijoiden verkosto sekä teolliset ja akateemiset kumppanit Ranskassa ja ulkomailla. Sen lyhyen aikavälin tavoitteet ovat pääasiassa jo kehitettyjen tekniikoiden käyttöönotto ja arviointi nykyisessä kliinisessä käytännössä. Pitkällä aikavälillä on tarkoitus testata useita innovaatioita osana laajaa hanketta (ELIOS: Endoscopic Luminescent Imaging for Precision Oncology Surgery), jota rahoittaa ARC Foundation for Cancer Research.

Ehdotettu tutkimusprotokolla on osa ELIOS-projektia ja kohdistuu erityisesti paksusuolen kasvaimiin.

Syöpäkirurgian Graalin malja on syöpäsolujen radikaali poistaminen kasvaimen uusiutumisten vähentämiseksi ja kasvaimen vapaan eloonjäämisen lisäämiseksi. Kasvaimen osallisuus resektioreunoilla on tärkein tuumorin uusiutumisen ennustaja, mikä johtaa korkeaan uusiutumisasteeseen.

Leikkausta ja muita minimaalisesti invasiivisia ablatiivisia toimenpiteitä rajoittavat kuitenkin tällä hetkellä 1) tarve poistaa laajasti tervettä kudosta negatiivisten marginaalien varmistamiseksi (joka voi johtaa toiminnallisiin puutteisiin ja lisätä komplikaatioiden riskiä) ja 2) jäädytettyjen leikkeiden analyysi. tarkistaaksesi kirurgiset marginaalit. Ne vievät aikaa ja vaativat huomattavia henkilöresursseja.

Kasvainspesifisen vasta-aineen antaminen, joka fluoresoi lähi-infrapuna-alueella ja joka voidaan yksiselitteisesti tunnistaa kasvainsolutasolla, voisi tarjota nopean ja tarkan arvioinnin radikaalin kasvaimen poistosta. Tarkkuuskirurgian yhteydessä kasvainspesifisten fluoresoivien koettimien kehitys on edistynyt merkittävästi viime vuosina, ja konseptista on saatu lupaavia esikliinisiä todisteita, jotka mahdollistavat kasvainjäämien ja metastaattisten imusolmukkeiden tehokkaamman tunnistamisen. Äskettäin Nature-sivustolla julkaistussa pioneerijulkaisussa on raportoitu ensimmäinen ihmisen tapaus kasvainspesifisestä fluoresenssiohjatusta leikkauksesta. Kirjoittajat pystyivät poistamaan tehokkaasti 34 intraperitoneaalista munasarjasyövän metastaasin implanttia, jotka olivat täysin näkymättömiä paljaalla silmällä. Tämä vaikuttava todiste konseptista korostaa selvästi intraoperatiivisen kasvainspesifisen molekyylifluoresenssikuvauksen mahdollisia vaikutuksia.

On olemassa yhä enemmän kohdennettuja koettimia, joita kehitetään visualisoimaan syöpäsoluja, mikä mahdollistaa varhaisen vaiheen syövän havaitsemisen ja tarkan kasvaimen resektion. Erityisen mielenkiintoinen on strategia fluoresoivan väriaineen (IRDye800CW) kytkemiseksi humanisoitujen monoklonaalisten vasta-aineiden kanssa, joita tällä hetkellä käytetään syövän vastaisessa hoidossa.

Groningenin yliopistollinen lääketieteellinen keskus (UMCG), joka on IHU-SPECTRA-yksikön vahva kumppani, on kehittänyt fluoresoivan merkkiaineen, joka yhdistää bevasitsumabin (joka kohdistuu vaskulaarisen endoteelin kasvutekijään = VEGF) IRDye800:n kanssa.

Surgvision-yhtiön (Groningue, Pays-Bas) kanssa saadut alustavat tulokset ovat erittäin lupaavia, eivätkä ne ole raportoineet fluoresoivaan valoon liittyviä haittatapahtumia.

Bevacizumab-IRDye800CW voidaan perfusoida joko suonensisäisesti tai paikallisesti, paikallinen käyttö on tehokkaampi kuin perfuusio.

Samanaikaisesti testataan vaihtoehtoista optista tekniikkaa, joka ei vaadi fluoroforin käyttöä. Tämä tekniikka, Hyperspectral Imaging (HSI), on suhteellisen uusi menetelmä, jota käytetään kuvaohjatussa ja tarkkuuskirurgiassa, ja se on osoittanut lupaavia tuloksia kudosten/kasvainten tunnistamisessa/karakterisoinnissa sekä fysiologisten kudosparametrien, kuten perfuusion, kattavassa arvioinnissa. happipitoisuutta ja vesipitoisuutta. Siksi sitä on käytetty pääasiassa haavan kuvantamisessa ja -hoidossa plastiikkakirurgisissa siirroissa, verisuonikirurgiassa, kroonisissa haavoissa ja palovammoissa.

HSI-järjestelmä saksalaiselta käynnistysyritykseltä (Diaspective Vision GmbH, Pepelw, Saksa) on hankittu. Yritys valmistaa HSI-kameraa, TIVITA-järjestelmää, jonka avulla voidaan saada spektritietoa kudoksista. Ainoa rajoitus, kun sitä sovelletaan minimaalisesti invasiiviseen kirurgiaan, on se, että TIVITA tarjoaa kuvia, ei reaaliaikaisia ​​videoita.

HSI:n tärkein etu fluoresenssikuvaukseen verrattuna on, että se on kontrastiton ja luonnostaan ​​kvantitatiivinen. Nämä ominaisuudet tekevät HSI:stä erittäin lupaavan työkalun kuvaohjatussa kirurgiassa ja avaavat useita mahdollisuuksia tutkimusohjelmien kannalta kohti miniatyrisointia ja kudostentunnistuksen tekoäly-algoritmien pienentämistä ja optimointia.

Toinen IHU:ssa saatavilla oleva innovatiivinen optinen kuvantamistekniikka on FF-OCT (Light-CT Scanner, LLTechSAS, Pariisi, Ranska). Tämä tekniikka mahdollistaa tuhoamattoman ja korkearesoluutioisen optisen biopsian ilman kudoskäsittelyä. Kuvat tuotetaan mittaamalla valon ja eri indeksien kudosten välisen vuorovaikutuksen tuottamaa takaisinsironnutta valoa. Tämä tekniikka on jo osoittanut merkittävän potentiaalinsa onkologiassa, erityisesti munasarjojen, aivojen, maitorauhasen ja haiman kudoksissa. Jos se validoidaan, se voisi tulevaisuudessa täydentää tai jopa korvata perinteistä patologiaa, koska se tuottaa korkearesoluutioisia kuvia lyhyessä ajassa ilman hoitoa tai värjäystä.

Työhypoteesi on, että molekyylifluoresenssin tehostettu todellisuus mahdollistaa suuremman tarkkuuden kasvainkudoksen ja terveen kudoksen erottamisessa kolorektaalisyöpäpotilailla verrattuna anatomopatologiassa perinteisesti käytettyyn immunohistokemiaan.

Samanaikaisesti tätä tekniikkaa verrataan hyperspektrikuvaukseen (HSI TIVITA-järjestelmä) ja optiseen kuvantamiseen (FF-OCT-järjestelmä), jotka ovat kaksi mahdollisesti edullisempaa menetelmää kasvainkudoksen havaitsemiseksi.