Fluorescencja i nanoskopia we wczesnym diagnozowaniu raka
Biopsja igłowa stosowana do pobierania próbki związana jest z ryzykiem rozsiania się raka ze względu na uraz spowodowany wprowadzeniem igły w miejscu występowania guza. Pomimo że pobieranie próbek komórek z wykorzystaniem biopsji aspiracyjnej cienkoigłowej (FNA) cechuje się minimalnym poziomem inwazyjności, niższym poziomem ryzyka oraz jest metodą szybszą i tańszą, objętość pobranej próbki jest często niewystarczająca do postawienia jednoznacznej diagnozy. Projekt FLUODIAMON postawił sobie za cel opracowanie bezpiecznych i skutecznych protokołów wczesnego wykrywania raka. Wiązało się to z optymalizacją techniki próbkowania FNA oraz uzyskania, rozdzielczości i swoistości obrazu, identyfikacji biomarkerów raka i standaryzacji przetwarzania bioinformatyki po przeprowadzeniu walidacji. Naukowcy opracowali igły do próbkowania FNA o lepszej widoczności ultradźwiękowej w celu zapewnienia precyzyjnego pozycjonowania. Udoskonalono zdolności penetracji i sterowania poprzez dodanie sterowanych komputerowo oscylacji i ukosowanie ostrza igły. Uzyskane wyniki poddano walidacji na podstawie danych uzyskanych od ponad 200 pacjentek chorujących na raka piersi. Opracowano również i poddano walidacji z udziałem pacjentów w pełni funkcjonalne urządzenie zapobiegające rozsiewaniu się raka wyposażone w specjalną igłę zapobiegającą rozsiewaniu. Do biomarkerów, które uznano za przydatne dla opracowanych protokołów, wykazujące specyficzne funkcje obrazowania raka piersi i raka prostaty należą wimentyna i tubulina (białka cytoszkieletu), IGF1R, HER1, HER2 (białka błon), Cyklina A i Cyklina E (białka regulujące cykl komórkowy). Wzory ich rozmieszczenia przestrzennego zbadano korzystając z pojedynczych komórek pobranych w ramach procedury FNA w celu wykrycia złośliwych guzów. Opracowano metody mikroskopii wykorzystującej wygaszenie emisji wzbudzonej (STED) i obrazowania poprzez wieloparametrowe wykrywanie fluorescencji (MFDi) w celu zbadania subkomórkowych próbek FNA. W tym celu wykorzystano światłoodporne i jasne fluorofory jako znaczniki połączone z odpowiednimi biomarkerami białek w procedurach obrazowania. Dzięki bioinformatycznej analizie ilościowej i weryfikacji zidentyfikowano sześć niezależnych diagnostycznych klasyfikatorów nowotworów złośliwych służących do ich wczesnego wykrywania. Uzyskana wiedza została rozpowszechniona za pośrednictwem 24 branżowych artykułów, warsztatów i seminariów oraz strony internetowej. Członkowie projektu złożyli wnioski dotyczące 10 konkretnych patentów. Wyniki tego projektu otworzyły perspektywę bezpieczniejszej, przyjaznej dla pacjenta i minimalnie inwazyjnej wczesnej diagnostyki i leczenia większości odmian raka. Metodologie te mogłyby również zostać zaadaptowane w przypadku obserwacji przedrakowych zmian patologicznych lub oceny postępów choroby i reakcji na terapię.
