Эндоскопическая оптическая визуализация для прецизионного онкологического лечения колоректальных опухолей (Elios-Color-on-Specimen)

Институт хирургии под визуальным контролем (IHU) в Страсбурге — это трансляционный исследовательский институт, целью которого является разработка методов гибридной хирургии, менее инвазивных и под визуальным контролем для улучшения терапевтических результатов в развивающемся контексте точной медицины.

Одним из таких расширяющихся методов является флуоресцентная визуализация, которая может очень точно направлять хирургическую процедуру.

Исследовательское подразделение IHU-SPECTRA, полностью посвященное развитию флуоресцентной хирургии, было создано в IHU в Страсбурге. В настоящее время он представлен сетью ученых из разных областей, а также промышленными и академическими партнерами во Франции и за рубежом, его краткосрочные цели в основном заключаются в внедрении и оценке в текущей клинической практике уже разработанных методов. В перспективе планируется протестировать несколько нововведений в рамках масштабного проекта (ELIOS: Endoscopic Luminescent Imaging for Precision Oncology Surgery), финансируемого ARC Foundation for Cancer Research.

Предлагаемый протокол исследования является частью проекта ELIOS и нацелен, в частности, на опухоли толстой кишки.

Святым Граалем в онкологической хирургии является радикальное удаление раковых клеток с целью снижения частоты рецидивов опухоли и увеличения ее свободной выживаемости. Вовлечение опухоли в края резекции является наиболее важным предиктором рецидива опухоли, что приводит к высокой частоте рецидивов.

Тем не менее, хирургия и другие малоинвазивные абляционные процедуры в настоящее время ограничены 1) необходимостью широкого удаления здоровых тканей для обеспечения отрицательных краев (что может привести к функциональному дефициту и увеличить риск осложнений) и 2) анализом замороженных срезов. для проверки хирургических краев. Они отнимают много времени и требуют значительных человеческих ресурсов.

Введение опухолеспецифического антитела, которое флуоресцирует в ближнем инфракрасном диапазоне и может быть однозначно распознано на клеточном уровне опухоли, может обеспечить быструю и точную оценку радикального удаления опухоли. В контексте прецизионной хирургии разработка опухолеспецифических флуоресцентных зондов значительно продвинулась за последние годы, с многообещающими доклиническими доказательствами концепции, позволяющими улучшить идентификацию остатков опухоли и метастатических лимфатических узлов. Недавно в новаторской статье, опубликованной в журнале Nature, было сообщено о первом случае операции на человеке с применением флуоресцентной хирургии, специфичной для опухоли. Авторам удалось эффективно удалить 34 внутрибрюшинных имплантата метастазов рака яичников, которые были совершенно невидимы невооруженным глазом. Это впечатляющее доказательство концепции ясно подчеркивает потенциальное влияние интраоперационной молекулярной флуоресцентной визуализации опухоли.

Разрабатывается все больше целевых зондов для визуализации раковых клеток, позволяющих обнаруживать рак на ранней стадии и проводить точную резекцию опухоли. Особый интерес представляет стратегия сочетания флуоресцентного красителя (IRDye800CW) с гуманизированными моноклональными антителами, которые в настоящее время используются в противоопухолевой терапии.

Университетский медицинский центр Гронингена (UMCG), который является сильным партнером подразделения IHU-SPECTRA, разработал флуоресцентный индикатор, сочетающий бевацизумаб (который нацелен на фактор роста эндотелия сосудов = VEGF) с IRDye800.

Первоначальные результаты на людях, полученные совместно с компанией Surgvision (Groningue, Pays-Bas), являются очень многообещающими и не сообщают о побочных эффектах, связанных с флуоресцентными лампами.

Бевацизумаб-IRDye800CW можно вводить либо внутривенно, либо местно, при этом местное введение более эффективно, чем перфузия.

Параллельно будет тестироваться альтернативный оптический метод, не требующий использования флуорофора. Эта технология, гиперспектральная визуализация (HSI), представляет собой относительно новый метод, используемый в точной хирургии под визуальным контролем, который показал многообещающие результаты для распознавания/характеризации тканей/опухолей и комплексной оценки физиологических параметров тканей, таких как перфузия, насыщение кислородом и содержание воды. Следовательно, он применялся преимущественно для визуализации и лечения ран в пластической хирургии, трансплантации, сосудистой хирургии, хронических ранах и ожоговых травмах.

Была приобретена система HSI от немецкого стартапа (Diaspective Vision GmbH, Pepelw, Германия). Компания производит камеру HSI, систему TIVITA, позволяющую получать спектральную информацию от тканей. Единственное ограничение применительно к малоинвазивной хирургии заключается в том, что TIVITA предоставляет изображения, а не видео в реальном времени.

Основное преимущество HSI по сравнению с флуоресцентной визуализацией заключается в том, что это изображение без контраста и по своей сути количественное. Эти характеристики делают HSI очень многообещающим инструментом в хирургии под визуальным контролем и открывают несколько окон возможностей с точки зрения исследовательских программ, направленных на миниатюризацию и оптимизацию алгоритмов потока изображений и искусственного интеллекта (ИИ) распознавания тканей.

Еще одна инновационная технология оптической визуализации, доступная в IHU, — это FF-OCT (сканер Light-CT, LLTechSAS, Париж, Франция). Эта технология позволяет проводить неразрушающую оптическую биопсию с высоким разрешением без обработки тканей. Изображения генерируются путем измерения обратного рассеяния света, возникающего в результате взаимодействия света и тканей с разными индексами. Эта технология уже показала свой значительный потенциал в онкологии, особенно в тканях яичников, головного мозга, молочной железы и поджелудочной железы. В случае подтверждения он может в будущем дополнить или даже заменить традиционную патологию, поскольку позволяет получать изображения с высоким разрешением за короткое время без необходимости лечения или окрашивания.

Рабочая гипотеза состоит в том, что расширенная реальность молекулярной флуоресценции позволяет с большей точностью дифференцировать опухолевые ткани и здоровые ткани у пациентов с колоректальным раком по сравнению с иммуногистохимией, обычно используемой в анатомопатологии.

Параллельно этот метод будет сравниваться с гиперспектральной визуализацией (система HSI TIVITA) и оптической визуализацией (система FF-OCT), двумя потенциально более выгодными методами обнаружения опухолевой ткани.