Ecografia e imaging fotoacustico del tessuto tumorale del colon e del retto

Gli investigatori ipotizzano che un dispositivo endorettale da ultrasuoni fotoacustici co-registrato possa ridurre significativamente interventi chirurgici inutili nei pazienti con carcinoma rettale con una risposta clinica completa mantenendo un'elevata sensibilità nell'identificazione di quelli con carcinoma residuo. La nuova tecnica di imaging proposta combinata con algoritmi di apprendimento profondo fornirà uno strumento di imaging in tempo reale per aiutare i chirurghi a prevedere la risposta al trattamento neoadiuvante dei pazienti con carcinoma rettale. Tale strumento offrirà un contrasto vascolare e %SO2 sensibile per identificare le risposte complete, aiutando così i chirurghi nel migliorare significativamente la sensibilità e la specificità nelle raccomandazioni di chirurgia. Lo studio 1) convaliderà rigorosamente la tecnica in un gruppo di pazienti LARC che subiranno resezione chirurgica del loro retto in base al SOC e 2) esplorerà il potenziale della tecnica nel valutare un gruppo di pazienti LARC nel corso del trattamento neoadiuvante e sorveglianza post-trattamento. Il completamento con successo del progetto comporterà un nuovo strumento di imaging che può migliorare significativamente il SOC riducendo un intervento chirurgico non necessario senza compromettere i risultati legati al cancro e quindi abbassando la morbilità e i costi di assistenza sanitaria.

In questo studio, gli investigatori recluteranno pazienti con carcinoma del retto che hanno completato la terapia neoadiuvante e sottoposti a interventi chirurgici o gestione non operativa. Saranno reclutati circa 86 pazienti. Il primo gruppo di 30 pazienti verrà utilizzato per addestrare/convalidare gli algoritmi di identificazione e il secondo gruppo di 56 pazienti verrà utilizzato come coorte di test. I pazienti idonei includeranno quelli con carcinoma rettale che hanno ricevuto terapia neoadiuvante e si ritenevano che abbiano una risposta incompleta o indeterminata basata sull'endoscopia standard e sull'imaging assiale con risonanza magnetica. PAM/US sarà eseguito prima del loro intervento chirurgico.

Dopo la formazione iniziale, il chirurgo di studio valuterà la lesione come PAM/US non CCR o CCR PAM/US al momento dell'imaging PAM/US. Il radiologo di studio, accecato dalla lettura del chirurgo, valuterà anche la lesione basata sulla risonanza magnetica. PAM/US-CNNS forniscono uno strumento di imaging in tempo reale per aiutare il team dei lettori nella diagnosi. Gli esiti patologici dei pazienti saranno valutati in base al punteggio di regressione del tumore mediante valutazione patologica standard. La sensibilità e la specificità del team dei lettori assistite da PAM/US-CNNS saranno ottenute dalla coorte di test dei pazienti.

Come parte esplorativa di questo studio, verrà selezionato un sottoinsieme di pazienti idonei per sottoporsi a tre studi di imaging seriale: al pretrattamento, a metà del trattamento (dopo il completamento di una settimana di radiazioni seguite da 2 mesi di chemioterapia) e al trattamento Conclusione (dopo una settimana di radiazioni seguite da 4 mesi di chemioterapia). Alla conclusione del trattamento, quelli che si ritiene abbiano un tumore residuo con metodi clinici standard (~ 65%) procederanno all'intervento chirurgico. Per il restante 35% dei pazienti, senza alcuna evidenza di malattia attiva, verrà iniziata la sorveglianza. Per questi pazienti, gli esami di imaging seriale verranno eseguiti ogni sei mesi (coordinati con esami standard). I pazienti che si ritiene abbiano una ricorrenza subiranno un intervento chirurgico.

Una volta che ogni paziente iscritto ha completato un intervento chirurgico o due anni di sorveglianza, i partecipanti saranno divisi in due gruppi: il gruppo A (coloro che hanno subito un intervento chirurgico) e il gruppo B (quelli trattati esclusivamente con sorveglianza non operativa). Come risultato primario, il gruppo A dimostrerà l'accuratezza dell'imaging fotoacustico. Come risultato secondario, il gruppo A rivelerà come vascolarizzazione del tumore e %SO2 cambia nel tempo, il che può fornire nuove informazioni su come i pazienti di risposta completi rispondono in modo diverso dai pazienti non PCR e su come PAM/US può catturare questi cambiamenti precedenti. Gli investigatori seguiranno i risultati del SOC nel sistema clinico e correggeranno i risultati PAM/US durante la sorveglianza di 2 anni con la loro sopravvivenza senza malattia di cinque anni.

Per identificare ogni paziente come un risponditore completo o non completato, gli investigatori analizzeranno le immagini fotoacustiche di tutti i 40 pazienti in serie con il team dei lettori assistiti da algoritmi di apprendimento profondo sviluppato in precedenza nello studio. Queste misure quantitative, nonché qualsiasi vascolarizzazione locale qualitativa e cambiamenti SO2 e cambiamenti morfologici degli Stati Uniti, saranno registrate in ogni momento. La risonanza magnetica standard e le immagini endoscopiche saranno raccolte e analizzate in modo indipendente.

Come parte finale di questo studio, gli investigatori esploreranno i modelli di vascolare post-trattamento e %SO2 cambia durante il trattamento preoperatorio e la sorveglianza seriale. L'angiogenesi del tumore nel carcinoma del colon -retto è stata ben studiata usando la densità dei microvessel (MVD) come marcatore surrogato. Mentre alti livelli di MVD e fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF) prevedono significativamente una scarsa sopravvivenza, si sa poco sulla dinamica dei cambiamenti vascolari e %SO2 e sui meccanismi della neovascolarizzazione dopo la chemioradiazione.

Gli investigatori hanno osservato che i letti tumorali tornano da modelli microvascolari oncologicamente disciplinati a architettura altamente regolare tipica del retto normale in cui si è verificata la PCR, sebbene questo meccanismo non sia ben compreso. Al contrario, le regioni eterogenee e spesso carenti di microvascolari sono state trovate in modo coerente nei letti tumorali con carcinoma residuo al completamento del trattamento. Questo nuovo dispositivo di imaging potrebbe fungere da nuova piattaforma per studiare le dinamiche dei cambiamenti vascolari e %SO2 durante e dopo la terapia e per valutare all'inizio la potenziale recidiva del cancro del retto. Oltre agli studi di imaging PAM/US, il chirurgo eseguirà biopsie nella regione centrale e i bordi del letto tumorale prima del trattamento, al completamento del trattamento (se non si interrompe) e nel punto di risicczione tumorale. Per i pazienti con chirurgia, verranno utilizzati campioni chirurgici. In particolare, l'espressione MVD e VEGF sarà valutata mediante colorazione immunoistochimica ed entrambi saranno quantitativamente correlati con i risultati PAM/US al centro del letto tumorale e ai bordi del tumore. I risultati aiuteranno gli investigatori a capire come i cambiamenti della vascolarizzazione durante il trattamento e alla ricorrenza siano correlati ai risultati dell'imaging.