Ultrassom e imagem fotoacústica de tecido tumoral de cólon e reto

Os investigadores levantam a hipótese de que um dispositivo endorretal co-registrado por ultrassom fotoacústica pode reduzir significativamente as cirurgias desnecessárias em pacientes com câncer retal com resposta clínica completa, mantendo alta sensibilidade na identificação daqueles com câncer residual. A nova técnica de imagem proposta combinada com algoritmos de aprendizado profundo fornecerá uma ferramenta de imagem em tempo real para ajudar os cirurgiões a prever a resposta do tratamento neoadjuvante de pacientes com câncer retal. Essa ferramenta oferecerá um contraste vascular e %sensível ao SO2 para identificar respostas completas, ajudando assim os cirurgiões a melhorar significativamente a sensibilidade e a especificidade nas recomendações de cirurgia. O estudo 1) validará rigorosamente a técnica em um grupo de pacientes com LARC que passarão por ressecção cirúrgica de seu reto com base no SOC e 2) explorará o potencial da técnica na avaliação de um grupo de pacientes com LARC durante o curso do tratamento neoadjuvante e em vigilância pós-tratamento. A conclusão bem-sucedida do projeto resultará em uma nova ferramenta de imagem que pode melhorar significativamente o SOC, reduzindo a cirurgia desnecessária sem comprometer os resultados relacionados ao câncer e, assim, reduzir o custo de morbidade e saúde.

Neste estudo, os pesquisadores recrutarão pacientes com câncer retal que concluíram a terapia neoadjuvante e serão submetidos a cirurgia ou tratamento não operatório. Aproximadamente 86 pacientes serão recrutados. O primeiro grupo de 30 pacientes será usado para treinar/validar algoritmos de identificação, e o segundo grupo de 56 pacientes será usado como coorte de teste. Pacientes elegíveis incluirão aqueles com câncer retal que receberam terapia neoadjuvante e foram considerados como tendo resposta incompleta ou indeterminante com base em endoscopia padrão e imagem axial com ressonância magnética. O PAM/EUA será realizado antes da cirurgia.

Após o treinamento inicial, o cirurgião do estudo avaliará a lesão como PAM/US não CCR ou PAM/US CCR no momento da imagem PAM/EUA. O radiologista do estudo, cego da leitura do cirurgião, também classificará a lesão com base na ressonância magnética. O PAM/US-CNNS fornece uma ferramenta de imagem em tempo real para ajudar a equipe do leitor a diagnóstico. Os resultados patológicos dos pacientes serão avaliados com base no escore de regressão do tumor por avaliação patológica padrão. A sensibilidade e especificidade da equipe do leitor assistida por PAM/US-CNNs serão obtidas a partir da coorte de testes de pacientes.

Como parte exploratória deste estudo, um subconjunto de pacientes elegíveis será selecionado para passar por três estudos de imagem serial: no pré-tratamento, no meio do tratamento (após a conclusão de uma semana de radiação, seguida de 2 meses de quimioterapia) e no tratamento Conclusão (após uma semana de radiação, seguida de 4 meses de quimioterapia). Na conclusão do tratamento, os considerados como tumores residuais por métodos clínicos padrão (~ 65%) prosseguirão para a cirurgia. Para os 35% restantes dos pacientes, sem evidência de doença ativa, será iniciada a vigilância. Para esses pacientes, os exames de imagem serial serão realizados a cada seis meses (coordenados com exames padrão). Os pacientes considerados com uma recorrência serão submetidos a cirurgia.

Uma vez que todo paciente inscrito conclua a cirurgia ou dois anos de vigilância, os participantes serão divididos em dois grupos: Grupo A (aqueles que foram submetidos a cirurgia) e Grupo B (aqueles tratados apenas com vigilância não operatória). Como resultado primário, o grupo A demonstrará a precisão da imagem fotoacústica. Como resultado secundário, o Grupo A revelará como a vasculatura do tumor e a %SO2 mudam ao longo do tempo, o que pode fornecer novas informações sobre como os pacientes com resposta completa respondem de maneira diferente de pacientes não-PCR e como o PAM/EUA pode capturar essas alterações anteriores. Os investigadores acompanharão seus resultados do SOC no sistema clínico e correlacionarão seus resultados PAM/EUA durante a vigilância de 2 anos com sua sobrevida livre de doenças de cinco anos.

Para identificar cada paciente como um respondedor completo ou não completo, os pesquisadores analisarão imagens fotoacústicas de todos os 40 pacientes em série com a equipe do leitor assistida por algoritmos de aprendizado profundo desenvolvidos no início do estudo. Essas medidas quantitativas, bem como qualquer vasculatura local qualitativa e alterações de %de SO2 e alterações morfológicas dos EUA, serão registradas em cada momento. A ressonância magnética padrão e imagens endoscópicas serão coletadas e analisadas independentemente.

Como parte final deste estudo, os pesquisadores explorarão os padrões de alterações vasculares pós-tratamento e %SO2 durante o tratamento pré-operatório e a vigilância serial. A angiogênese do tumor no câncer colorretal foi bem estudada usando a densidade de microvasos (MVD) como marcador substituto. Enquanto altos níveis de MVD e fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) prevê significativamente a falta de sobrevida, pouco se sabe sobre a dinâmica das mudanças vasculares e %de SO2 e os mecanismos de neovascularização após a quimiorradiação.

Os investigadores observaram que os leitos de tumores revertem de padrões microvasculares oncológicos para arquitetura altamente regular típica do reto normal onde a PCR ocorreu, embora esse mecanismo não seja bem compreendido. Por outro lado, regiões heterogêneas e muitas vezes deficientes microvasculares foram encontradas consistentemente em leitos de tumores com câncer residual na conclusão do tratamento. Este novo dispositivo de imagem pode servir como uma nova plataforma para investigar a dinâmica de alterações vasculares e %de SO2 durante e após a terapia e para avaliar a potencial recorrência do câncer retal desde o início. Além dos estudos de imagem PAM/EUA, o cirurgião realizará biópsias na região central e nas bordas do leito do tumor antes do tratamento, na conclusão do tratamento (se não houver cirurgia) e no ponto de reocupação do tumor. Para pacientes com cirurgia, serão utilizadas amostras cirúrgicas. Especificamente, a expressão de MVD e VEGF será avaliada por coloração imuno -histoquímica, e ambos serão quantitativamente correlacionados com os achados PAM/EUA no centro do leito do tumor e nas bordas do tumor. Os resultados ajudarão os investigadores a entender como as mudanças de vasculatura durante o tratamento e a recorrência estão correlacionadas com os achados da imagem.