Syövän varhainen havaitseminen perustuen kenttäsyövän havaitsemiseen ruoansulatuskanavan elinten tasolla käyttämällä integroitua stimuloitua Raman-/sirontamenetelmää endoskooppisiin reaaliaikaisiin in vivo -mittauksiin (SENSITIVE)

Ruokatorven adenokarsinooma ja kolorektaalinen syöpä ovat yleisiä sairauksia, jotka ovat vastuussa korkeasta kuolleisuudesta maailmanlaajuisesti. Vastaavasti Barrettin ruokatorvea ja Lynchin oireyhtymää sairastavilla potilailla tiedetään olevan riski saada nämä tappavat tilat. Siksi näitä potilaita seurataan säännöllisesti endoskooppisesti, jotta voidaan seuloa näiden pahanlaatuisten kasvaimien esiintyminen ja havaita leesiot niiden pahanlaatuista edeltävässä vaiheessa. Kuitenkin väliajoilla, joilla nämä seulontatutkimukset on kerrosteltu, on empiirinen perusta mielivaltaisen ajanjakson kanssa, mikä johtaa moniin tarpeettomiin invasiivisiin tutkimuksiin suurimmassa osassa näistä potilaista. Edullisesti räätälöityä strategiaa sovelletaan potilaisiin, joilla on vakiintunut riski kehittää syöpäleesio. Tämän lähestymistavan saavuttamiseksi kenttäsyövän havaitseminen voisi olla avainasemassa. Ennen kuin taudin histopatologiset ilmentymät kehittyvät, soluissa ja kudoksissa tapahtuu hienovaraisia ​​muutoksia kenttäsyöpäsairauden elementteinä. Jos nämä muutokset voidaan havaita in vivo reaaliajassa, kenttäsyöpä voidaan diagnosoida. Myöhemmin potilaat voitaisiin jakaa tarkemmin korkean ja matalan riskin kohortteihin ja mukauttaa seurantatutkimusten aikavälejä. Lisäksi, jos kenttäsyöpä havaittaisiin reaaliajassa endoskopian aikana, sitä voitaisiin käyttää terapeuttisissa endoskopioissa (jäännös)kudoksen arvioimiseen. Kenttäsyövän havaitsemiseksi tarvitaan kehittyneitä biolääketieteellisiä optisia tekniikoita, jotka voivat visualisoida nanomittakaavan biomarkkereita. Siksi tutkijat kehittivät integroidun Raman/sirontamodaalin, joka voi suorittaa koettimiin perustuvia ruoansulatuskanavan limakalvon mittauksia GI-endoskopian aikana. Raman-spektroskopia antaa tietoa kudoksen biomolekyylikoostumuksesta, kun taas sirontaominaisuuksien mittaaminen antaa rakenteellista tietoa nanomittakaavassa.

Prekliinisissä tutkimuksissamme tutkijat selvittivät Raman- ja sirontamittausten toteutettavuutta kenttäsyövän havaitsemiseksi ihmiskudosnäytteistä (BE ja paksusuolen) sekä kudosnäytteistä hiirimalleista (suolimalli: villin-Cre/APCco/wt hiiret ja BE-malli : L2-IL1B/WT-hiiret, terveet kontrollimallit: WT-hiiret). Ihmisen biopsiat sisälsivät BE- ja kolorektaaliset näytteet ei-epäilystä kudoksesta elimistä, joissa ei ollut todettua dysplastista vauriota (ryhmä A; ilman odotettua kenttäsyöpää) ja ei-epäiltyä kudosta elimistä, joissa oli todettu dysplastinen vaurio (ryhmä B; odotettu kenttäsyöpä). Lisäksi otettiin näytteitä BE-potilaiden dysplastisista leesioista (ryhmä C).

Ei-vaurioituneet ihmisen kudosnäytteet ryhmästä B osoittivat huomattavan keskittyneitä tuloksia pitkin Raman-spektriä, jotka näyttivät osoittavan enemmän samankaltaisuutta dysplastisten leesionäytteiden Raman-tulosten kanssa pikemminkin kuin muiden ryhmän ei-vaurioituneiden kudosnäytteiden kanssa. A. Näytteet ryhmästä A osoittivat suurta vaihtelua datassa Raman-spektrissä. Tämä vaihtelu vaikeutti merkittävien erojen toteamista vahingoittamattomissa kudosnäytteissä elimistä, joissa ei ollut odotettua kenttäsyöpää, verrattuna niihin elimiin, joissa oli odotettavissa olevaa kenttäsyöpää. Mielenkiintoista on, että sironnan avulla mitattujen kolmen parametrin (häiriön voimakkuus, depolarisaationopeus ja karheustaajuus) lisäykset erottivat kaikki vahingoittumattomista kudosnäytteistä BE:istä, joilla oli todettu kenttäsyöpä (ryhmä B), ei-vaurioituneista näytteistä BE:istä ilman. odotettu kenttäsyöpä (ryhmä A). Peräsuolessa vain häiriöparametri tuotti merkittäviä eroja ei-dysplastisen paksusuolen kudoksen ja paksusuolen kudoksen välillä, jossa oli vakiintunutta kenttäsyöpää.

Hiirimalleissa, joissa kasvatettiin EAC:tä ja suolistosyöpää, dysplastisten kudosnäytteiden Raman-mittaukset osoittivat erilaisia ​​aaltolukuhuippuja Raman-spektrissä verrattuna WT:n normaaleihin kudosnäytteisiin eri elintasoilla (etuvatsa, SCJ, maha, suoli). Lisäksi Raman-tulokset mahdollistivat sairastumattomien kudosnäytteiden erottamisen hiiristä, joilla oli kenttäsyöpä (eli jotka sisälsivät vakiintuneen kasvaimen) normaaleihin/saamattomiin kudosnäytteisiin WT-hiiristä (ts. ei kenttäsyöpää). Lisäksi sironta- ja PWS-modaliteetin parametrien yhdistelmä johtaa herkästi havaitsemiseen, jota voidaan käyttää apuvälineenä Raman-syöpäseulonnassa.

Siten tutkijat olettavat, että Raman-spektroskopian ja sirontamittausten integroitu lähestymistapa mahdollistaa ruokatorven ja kolorektaalisen kudoksen kenttäsyövän havaitsemisen.

Siksi tutkijat pyrkivät arvioimaan koettimeen perustuvan sironta- ja Raman-mittausten turvallisuutta ruoansulatuskanavan limakalvon SENSITIVE-järjestelmällä GI-endoskopian aikana.