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ulTRafast hOlograPHic FTIR microscopY

Projektbeschreibung

Mit ultraschneller Mikroskopie Tumoren klassifizieren

Die Tumorklassifizierung erfolgt meist über die histopathologische Auswertung gefärbter Tumorbiopsien in Kombination mit immunhistochemischer Untersuchung, um spezifische biomolekulare Signaturen von Proteinen und Nukleinsäuren zu bestimmen. Die intratumorale Zellheterogenität erschwert jedoch Diagnose und Therapie, wodurch Zellklone entstehen, die wirkstoffresistent werden und Rezidive verursachen können. Ziel des EU-finanzierten Projekts TROPHY ist die Entwicklung eines neuartigen markierungsfreien Schwingungsmikroskopieansatzes, der molekulare Biomarker mit bislang nie erreichter Geschwindigkeit und chemischer Selektivität abbilden kann. Mithilfe der Einbindung künstlicher Intelligenz sollen schnelle Ergebnisse realisiert und der Tumorklassifizierungsprozess sogar während chirurgischer Eingriffe unterstützt werden. Hierbei geht es um die Schaffung von evidenzbasierten, auf die Tumoreigenschaften zugeschnitten Therapien sowie bessere klinische Ergebnisse einschließlich höherer Überlebensraten.

Ziel

Many human pathologies such as cancer are due to complex biochemical alterations that start at a sub-cellular level and lead to progressive changes that result in a heterogeneous tumor composition. The polyclonality of tumor cells hampers the diagnosis and the therapy giving rise to tumor clones that lead to therapy resistance and promote metastases. An accurate diagnosis of tumor biopsies to identify these particular cell clones is crucial to provide targeted therapy tailored to the tumor characteristics, to improve the patient outcomes and increase survival rates. For this vision to come true, we introduce ulTRafast hOlograPHic FT-IR microscopY (TROPHY) as a paradigm shift in vibrational microscopy, blending elements of photo-thermal infrared (PT-IR), Fourier transform (FT)-IR, and Digital Holography Microscopy (DHM). TROPHY brings these techniques to the unprecedented ultrafast timescale, where the refractive index change induced by coherent IR vibrations is probed at its peak value before thermal relaxation. TROPHY borrows from PT-IR the combination of IR vibrational excitation with visible probing for high spatial resolution, from FT-IR the use of time-domain interferometry to obtain a high spectral resolution from broadband excitation, from DHM highly sensitive and quantitative detection of the refractive index (phase) change. Combined with artificial intelligence algorithms, this technology will enable quantitative concentration imaging of molecular biomarkers with high spatial resolution, high chemical selectivity and high speed, with a transformative impact on medical research and clinics. In oncology, it will be applied to intraoperative diagnosis of tumor biopsies, providing tumor grading, staging and subtyping, and supporting complete tumor resection. It will also allow to determine the best therapeutic approach tailored to the patient and identify resistant tumor clones under targeted therapy, paving the way for precision medicine in cancer.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Koordinator

POLITECNICO DI MILANO
Netto-EU-Beitrag
€ 740 625,00
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italien

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Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 740 625,00

Beteiligte (3)

Partner (3)