Wczesne wykrywanie raka jelita grubego dzięki odpowiednikowi Google Earth w kolonoskopii
Nowy system obrazowania optycznego, nad którym trwają obecnie prace, może zrewolucjonizować diagnozowanie raka jelita grubego. Obecnie przy użyciu kolonoskopii udaje się wykryć jedynie 39 % przypadków raka jelita grubego we wczesnych stadiach. Nowatorska platforma przesiewowa opracowana w ramach finansowanego ze środków UE projektu PROSCOPE może pomóc w uratowaniu nawet połowy z 160 000 ludzi, którzy umierają w Europie każdego roku z powodu tej choroby. Współczesne procedury przeprowadzania kolonoskopii opierają się na obrazowaniu w świetle białym lub optycznym obrazowaniu wąskopasmowym. Ich zdolność do wczesnego wykrywania różnych rodzajów zmian nowotworowych i przednowotworowych jest ograniczona. „Odróżnienie zmian ząbkowanych od polipów hiperplastycznych jest trudne”, zauważa kierownik projektu dr Peter Andersen z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego, koordynującego projekt PROSCOPE, w artykule zamieszczonym na stronie „Photonics21”. Nowe podejście łączy konwencjonalne białe światło w kamerze z bardziej zaawansowaną fotoniką i narzędziami do obrazowania optycznego – optyczną koherentną tomografią (ang. optical coherence tomography, OCT), mikroskopią wielofotonową i spektroskopią Ramana – w celu umożliwienia wyraźniejszej, bardziej czułej i głębszej analizy tkanki jelita. „Dobrą analogią dla naszej koncepcji obrazowania jest stwierdzenie, że jest to odpowiednik narzędzia Google Earth w kolonoskopii: zaczynamy od mapy kraju, a następnie robimy zbliżenie na miasto, ulicę, a potem budynek”, wyjaśnia dr Andersen. „Nasza procedura obrazowania w podobny sposób rozpoczyna się od konwencjonalnego światła białego w celu identyfikacji podejrzanego obszaru, który klinicysta chciałby dokładniej zbadać. Następnie możemy zbliżyć obraz na głębokość zmiany patologicznej, wykorzystując najpierw OCT, następnie mikroskopię wielofotonową w celu uzyskania informacji metabolicznych, a na koniec spektroskopię Ramana celem poznania informacji molekularnych – w ten sposób uzyskujemy niemal molekularny odcisk komórek nowotworowych, aby ocenić podejrzaną zmianę patologiczną”. Rak jelita grubego jest drugą co do częstości przyczyną zgonów spowodowanych nowotworami w Europie. Na szczęście w razie jego wczesnego wykrycia przeżywalność gwałtownie wzrasta, dlatego tak ważne jest, aby jak najwcześniej wykrywać zmiany patologiczne. „Powodzenie w tym aspekcie zależy od trwających, wzmożonych badań w dziedzinie laserów i fotoniki w całej Europie oraz wyników, które przekładają się na dalszą poprawę możliwości diagnostycznych”, zauważa dr Andersen.
Uniwersalne narzędzie niewykorzystujące znaczników
W dalszej części artykułu starszy badacz opisuje możliwości nowej platformy: „Metabolizm komórek nowotworowych jest szybszy niż sąsiadujących z nimi zdrowych komórek, co powoduje większy przepływ krwi i wzrost naczyń wokół podejrzanych zmian patologicznych. Po przybliżeniu na zmianę patologiczną w komórkowej skali długości możemy zmierzyć przepływ krwi, metabolizm i uzyskać informacje na temat jej budowy molekularnej, aby zidentyfikować zmiany nowotworowe w komórkowej rozdzielczości. Nasza technologia jest pierwszym w ramach badań jelita grubego urządzeniem wielofunkcyjnym, które nie wymaga użycia znaczników, co oznacza, że nie musimy wstrzykiwać pacjentowi barwników lub biomarkerów, aby oznaczyć jakąś podejrzaną zmianę patologiczną”. Brak świadomości i negatywne nastawienie do kolonoskopii utrudniają obecnie wczesne wykrywanie tej choroby. Według dr Andersena obecnie jedynie 14 % populacji UE poddaje się badaniom przesiewowym. „Dzięki wczesnej interwencji moglibyśmy zrobić o wiele więcej, uratować więcej istnień ludzkich i zmniejszyć koszty opieki zdrowotnej”, podsumowuje, opisując projekt jako „kluczowy krok na drodze do rozwiązania problemu tej choroby”. Zespół projektu PROSCOPE (Point-of-care instrument for diagnosis and image-guided intervention of Colo-Rectal Cancer) planuje przeprowadzenie badań klinicznych na Uniwersytecie Medycznym w Wiedniu, będącym partnerem projektu, przed ukończeniem swoich prac pod koniec 2023 roku. Więcej informacji: strona projektu PROSCOPE
Słowa kluczowe
PROSCOPE, rak, okrężnica, jelito grube, fotonika, obrazowanie optyczne, zmiana patologiczna, kolonoskopia