Mikroskop zur Krebsfrüherkennung
Lange vor der Manifestation eines Tumors kommt es bei Gewebeepithelzellen und umgebendem Stroma auf molekularer Ebene und bei der Mikroarchitektur von Gewebe zu Veränderungen. Diese sogenannten präkanzerösen Läsionen bzw. Dysplasien könnten auf tumoranfälliges Gewebe hindeuten, lassen sich aber mit derzeitigen Bildgebungsmodalitäten nicht zweifelsfrei beurteilen. Wären derartige Veränderungen leichter erkennbar, könnte dies den Erfolg von Krebstherapien und die Überlebenschancen verbessern.
Mikroskop mit kombinierten Modalitäten
Um diese diagnostischen Einschränkungen auszuräumen, entwickelte das EU-finanzierte Projekt SENSITIVE eine hybride Bildgebungsmodalität, die Streuungsmessungen für Strukturanalysen mit der Raman-Spektroskopie kombiniert und so die molekulare Zusammensetzung einer Probe quantitativ und qualitativ bestimmen kann. Die Kombination beider Modalitäten in einem Mikroskop vereinfacht die Ex-vivo-Visualisierung und unterscheidet zwischen gesundem und Tumorgewebe bei exzidierten dicken Gewebeschnitten. Vorteile dieser Bildgebungsmodalitäten sind u. a., dass sie markierungsfrei sind und, anders als bei herkömmlicher histopathologischer Befundung, auf eine Gewebeaufbereitung sowie exogene Kontrastmittel weitgehend verzichtet werden kann. Zudem lassen sich strukturelle und molekulare Gewebeveränderungen erkennen, was mit bisherigen histopathologischen Analysemethoden nicht immer gewährleistet ist. „Mit unserer Methodik können Tumorgewebe und sogar Dysplasien in Biopsien direkt nach dem Eingriff identifiziert werden“, erklärt Projektkoordinator Apostolos Klinakis.
Endoskop für die Humanmedizin
Trotz Verzögerungen u. a. durch die COVID-19-Pandemie gelang es dem Konsortium, ein multimodales Mikroskop und ein klinisches Endoskop zu entwickeln, das Raman-Spektroskopie und Streuungsmessung kombiniert. Die Technologie von SENSITIVE wurde ex vivo an Speiseröhren- und Dünndarmkrebsbiopsien aus Mausmodellen getestet. Jede Modalität für sich genommen kann bereits zwischen gesundem Gewebe, noch nicht befallenem Gewebe in Tumornähe und Tumorgewebe unterscheiden, noch besser aber ist ihr kombinierter Einsatz. Das Endoskop mit Raman-Spektroskopie und Streuungsmessung erhielt inzwischen die Zulassung für humanmedizinische Studien. Für eine laufende klinische Studie zu Barrett-Ösophagus und Lynch-Syndrom wurden bereits 30 Teilnehmende rekrutiert, und erste Ergebnisse sind vielversprechend.
Diagnose von Feldkanzerisierung
Das SENSITIVE-Konsortium untersuchte auch, ob das System in ganzen Gewebeproben (ex vivo wie auch in vivo) eine Feldkanzerisierung erkennen kann, d. h. transformierte Zellen in der Umgebung des Primärtumors. Feldkanzerisierung bezeichnet genetische und epigenetische Veränderungen in histologisch unauffälligem Gewebe, die der Tumorprogression und Rezidivierung vorausgehen. Aufgrund der bisherigen vielversprechenden Resultate sollen nun laufende klinische Machbarkeits- und Sicherheitsstudien abgeschlossen und Mittel für die geplante klinische Phase-II-Studie eingeworben werden, die prüft, inwieweit sich die Methodik zur Diagnose einer Feldkanzerisierung eignet. Schwerpunkt der künftigen Krebsmedizin sind Prävention und Früherkennung, wobei aus umfassenden genetischen und molekaren Daten sowie Daten zur Lebensweise individuelle Patientenprofile erstellt werden sollen, um das Krebsrisiko zu ermitteln. Das System von SENSITIVE ermöglicht die Stratifizierung von Personengruppen nach niedrigem oder hohem Risiko, sodass regelmäßig Krebsvorsorgeuntersuchungen stattfinden können, um im Frühstadium zu intervenieren, wenn noch Heilungschancen bestehen.
Schlüsselbegriffe
SENSITIVE, Raman, Streuungsmessung, Mikroskop, Endoskop, Krebs, Feldkanzerisierung
