Imagens ópticas multimodais prontas para brilhar na detecção precoce do câncer colorretal

Por Docmedia

3 abril 2023

O câncer colorretal (intestino) é a segunda principal causa de mortes por câncer na Europa, cerca de 160.000 mortes a cada ano e vem com uma sobrecarga econômica agregada na região de € 20 bilhões por ano, metade disso relacionado aos impactos da saúde primária de tratamento e acompanhamento do paciente. Esses números, retirados do European Cancer Information System (ECIS), um repositório de dados de indicadores e tendências do câncer, reforçam a importância da detecção precoce. Quando o câncer colorretal é detectado precocemente (isto é, antes que o tumor cresça além das paredes do cólon ou reto para os tecidos circundantes), a taxa de sobrevida de cinco anos para os pacientes aumenta para 90% (contra apenas 14% para o diagnóstico em estágio avançado). No momento, porém, apenas cerca de quatro em cada 10 casos de câncer colorretal são detectados durante a fase inicial localizada da doença.

Aqui reside uma oportunidade clínica e comercial para os inovadores da biofotônica fornecerem intervenção no ponto de atendimento em estágio inicial, em suma, uma mudança de paradigma quando se trata de triagem, diagnóstico e tratamento do câncer colorretal. Pense na biópsia óptica: o uso de modalidades complementares de imagem óptica, entregues por via endoscópica, para elucidar informações morfológicas, funcionais e moleculares sobre tecido intestinal canceroso sem a necessidade de excisão desse tecido.

Na frente e no centro desse esforço de P&D translacional está Peter Andersen, líder do grupo em imagens biofotônicas na DTU Health Tech, o departamento de tecnologia da saúde da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU) em Kongens Lyngby, ao norte de Copenhague.

Nos últimos três anos, Andersen e seus colegas da DTU Health Tech têm trabalhado para mudar a narrativa sobre o câncer colorretal para melhor. Como coordenador da iniciativa PROSCOPE de € 6 milhões, financiada como parte do programa de pesquisa e inovação Horizon 2020 da União Europeia, Andersen lidera uma colaboração interdisciplinar de cientistas, engenheiros da indústria e médicos provenientes de cinco países europeus. Seu objetivo coletivo: desenvolver os blocos de construção de uma plataforma multimodal de imagem de fibra ótica que abre caminho para o diagnóstico precoce, em escala, de câncer colorretal, alcançando especificidade e sensibilidade acima de 90% enquanto reduz pela metade o número de pacientes encaminhados para biópsias excisionais (que são demorados e propensos a erros de amostragem que deixam escapar lesões suspeitas).

“A imagem óptica abre um caminho promissor para o diagnóstico precoce e localização aprimorada da doença”, explica Andersen. “Ao melhorar o diagnóstico do câncer, podemos reduzir a recorrência e a necessidade de procedimentos caros de acompanhamento na clínica, o que significa melhores resultados de tratamento e melhor qualidade de vida para os pacientes”.

Hoje, os oncologistas inspecionam o intestino usando sistemas convencionais de colonoscopia baseados, por exemplo, em vídeo de luz branca de alta resolução ou imagens ópticas de banda estreita. Embora essas abordagens permitam aos médicos diferenciar e caracterizar lesões cancerígenas em estágio inicial, há limitações em termos de seccionamento de profundidade e sensibilidade.

“Com isso em mente”, acrescenta Andersen, “o PROSCOPE está priorizando uma combinação única de modalidades de imagens ópticas sem marcação [sem corantes ou biomarcadores injetados], não ionizantes e comprovadas com resolução espacial, especificidade e sensibilidade que complementarão a clínica estabelecida procedimentos de imagem e reduzem a necessidade de biópsia excisional e histopatologia.”

Dito de outra forma, os parceiros do PROSCOPE estão levando a colonoscopia para um território desconhecido. Em termos de fluxo de trabalho, a iluminação de luz branca padrão (com câmera de vídeo integrada) é usada para sinalizar lesões suspeitas que merecem uma investigação mais aprofundada pelo clínico, momento em que um portfólio de modalidades avançadas de imagem óptica entra em ação. Para começar, existe a tomografia de coerência óptica (OCT), que usa interferometria de infravermelho próximo de baixa coerência para mapear reflexões de diferentes profundidades dentro do tecido (ou seja, corte em profundidade). Essas reflexões produzem imagens transversais com resolução de mícron de lesões subsuperficiais na parede do intestino, também o crescimento de novos capilares sanguíneos microscópicos que alimentam o tecido canceroso.

“Eu comparo o conceito de imagem PROSCOPE ao Google Earth de colonoscopias”, explica Andersen. “Começamos com um mapa do país e depois ampliamos para uma cidade, depois uma rua e depois um prédio.” O que Andersen está aludindo aqui é o fato de que as células cancerígenas têm um metabolismo mais ativo do que as células não cancerígenas adjacentes, implicando maior fluxo sanguíneo e crescimento de vasos para suspeitar de lesões. Como tal, a sonda de imagem PROSCOPE usa microscopia multifotônica (MPM) para visualizar a lesão de interesse em escalas de comprimento celular, medindo o fluxo sanguíneo, por exemplo, e a atividade metabólica, enquanto a espectroscopia Raman amplia ainda mais para identificar biomarcadores de câncer no nível molecular.

Enquanto os parceiros do PROSCOPE estão, por enquanto, focando na iteração de design, miniaturização e aspectos de integração de sistemas de seu colonoscópio multimodal, o plano é colocar um demonstrador de tecnologia à prova no início do próximo ano em um ensaio clínico de pequena escala (uma coorte de 20 –30 pacientes) na Medical University of Vienna , Áustria. “O objetivo final do PROSCOPE é a tradução clínica”, diz Andersen. “Não estamos desenvolvendo essa tecnologia porque podemos; estamos desenvolvendo-o para oferecer um diagnóstico de câncer mais precoce e melhores resultados para os pacientes.”

No entanto, se o PROSCOPE tem tudo a ver com “o que vem a seguir” em imagens biofotônicas, o progresso do consórcio em direção à aplicação clínica sem dúvida se baseia nos sucessos de um projeto pan-europeu relacionado e agora completo chamado MIB (Multimodal, Endoscopic Biophotonic Imaging of Bladder Cancer for Diagnóstico Point-of-Care). Com a DTU Health Tech também coordenadora do projeto, o consórcio de pesquisa MIB foi pioneiro em um sistema de imagem óptica compatível com cistoscópio para aprimorar as capacidades de diagnóstico em relação ao câncer de bexiga – o objetivo final é melhorar o prognóstico do paciente por meio da detecção precoce, início precoce do tratamento e, por sua vez, redução da recorrência da doença (atualmente 50% após 12 meses de seguimento).

Os resultados MIB notáveis incluem a otimização de fontes de luz robustas e compactas (parte da instrumentação de back-end) e a integração de várias sondas de imagem óptica de alta velocidade (combinando OCT, MPM e espectroscopia Raman) em um protótipo de módulo de entrega citoscópica (com biocompatível revestimento). Embora a P&D continue além da estrutura do MIB, o consórcio também deu os primeiros passos para a validação por meio de testes de laboratório (ex vivo e in vitro) e um estudo clínico in vivo em estágio inicial envolvendo 20 pacientes.

“Existe um alto grau de comunalidade entre o MIB e o PROSCOPE”, observa Andersen. Ambos os projetos tratam de cânceres com altos níveis de incidência, por exemplo, e ambos contam com entrega endoscópica – fatores que permitiram ampla transferência de conhecimento e um portfólio de tecnologias de plataforma fundamentais para abranger os programas de trabalho MIB e PROSCOPE.

“Mais do que isso”, conclui Andersen, “também construímos uma compreensão granular do ambiente regulatório graças à nossa colaboração com a Medical University of Vienna e nossos parceiros do setor. Na verdade, o PROSCOPE agora faz parte de um ecossistema de inovação mais amplo que nos permitirá fornecer dispositivos médicos avançados para atender às aprovações regulatórias necessárias para tradução clínica e, finalmente, implantação de rotina em um ambiente de diagnóstico”.

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Fonte: https://physicsworld.com/a/multimodal-optical-imaging-ready-to-shine-in-the-early-detection-of-colorectal-cancer/

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