سرطان القولون والمستقيم (الأمعاء) هو السبب الرئيسي الثاني لوفيات السرطان في أوروبا - حيث يبلغ حوالي 160,000 ألف حالة وفاة كل عام - ويأتي مع نفقات اقتصادية عامة في المنطقة تبلغ 20 مليار يورو سنويًا - نصف ذلك المرتبط بتأثيرات الرعاية الصحية الأولية. علاج ومتابعة رعاية المرضى. هذه الأرقام - مأخوذة من نظام معلومات السرطان الأوروبي (ECIS) ، وهو مستودع بيانات لمؤشرات واتجاهات السرطان - يعزز أهمية الكشف المبكر. عندما يتم الكشف عن سرطان القولون والمستقيم في وقت مبكر (أي قبل أن ينمو الورم خارج جدران القولون أو المستقيم في الأنسجة المحيطة) ، فإن معدل البقاء على قيد الحياة لمدة خمس سنوات للمرضى يرتفع إلى 90٪ (مقابل 14٪ فقط للتشخيص في المرحلة المتأخرة). في الوقت الحالي ، على الرغم من ذلك ، تم اكتشاف حوالي أربع حالات فقط من أصل 10 حالات من سرطان القولون والمستقيم خلال تلك المرحلة الأولية الموضعية من المرض.

هنا تكمن فرصة سريرية وتجارية لمبتكرين البيوفوتونات لتقديم تدخل في مرحلة مبكرة من الرعاية - باختصار ، نقلة نوعية عندما يتعلق الأمر بفحص وتشخيص وعلاج سرطان القولون والمستقيم. فكر في الخزعة الضوئية: استخدام طرائق التصوير البصري التكميلية ، التي يتم تسليمها بالمنظار ، لتوضيح الرؤى المورفولوجية والوظيفية والجزيئية على أنسجة الأمعاء السرطانية دون الحاجة إلى استئصال هذا النسيج.

يتصدر بيتر أندرسن ، قائد المجموعة في مجال البحث والتطوير ، المركز الأول والوسطى في هذا المسعى المترجم للبحث والتطوير التصوير الحيوي at DTU الصحة التقنية، قسم التكنولوجيا الصحية في الجامعة التقنية في الدنمارك (DTU) في Kongens Lyngby ، شمال كوبنهاغن.

الفرص البصرية

على مدى السنوات الثلاث الماضية ، عمل أندرسن وزملاؤه في DTU Health Tech على تغيير السرد حول سرطان القولون والمستقيم للأفضل. كمنسق لـ 6 مليون يورو المنظار المبادرة - الممولة كجزء من برنامج Horizon 2020 للبحث والابتكار التابع للاتحاد الأوروبي - يرأس Andersen تعاونًا متعدد التخصصات من العلماء ومهندسي الصناعة والأطباء من خمس دول أوروبية. هدفهم الجماعي: تطوير اللبنات الأساسية لمنصة التصوير بالألياف الضوئية متعددة الوسائط التي تمهد الطريق للتشخيص المبكر - على نطاق واسع - لسرطان القولون والمستقيم ، وتحقيق الخصوصية والحساسية فوق 90٪ مع خفض عدد المرضى المحالين لإجراء الخزعات الاستئصالية إلى النصف ( التي تستغرق وقتًا طويلاً وعرضة لأخطاء أخذ العينات التي تفوت الآفات المشتبه بها).

يوضح أندرسن أن "التصوير البصري يفتح طريقًا واعدًا للتشخيص المبكر وتحسين توطين المرض". "من خلال تحسين تشخيص السرطان ، يمكننا تقليل التكرار والحاجة إلى إجراءات متابعة باهظة الثمن في العيادة - وكل ذلك يعني نتائج علاج أفضل وتحسين نوعية حياة المرضى."

اليوم ، يقوم أطباء الأورام بفحص الأمعاء باستخدام أنظمة تنظير القولون التقليدية المعتمدة ، على سبيل المثال ، على فيديو عالي الدقة بالضوء الأبيض أو التصوير البصري ضيق النطاق. على الرغم من أن مثل هذه الأساليب تمكن الأطباء من تمييز وتمييز الآفات السرطانية في المراحل المبكرة ، إلا أن هناك قيودًا من حيث تقسيم العمق والحساسية.

ويضيف أندرسن قائلاً: "مع وضع ذلك في الاعتبار" ، يعطي PROSCOPE الأولوية لمجموعة فريدة من الصور الخالية من الملصقات (بدون صبغات أو علامات حيوية) وطرائق التصوير البصري غير المؤينة والمثبتة بدقة مكانية وخصوصية وحساسية تكمل إجراءات التصوير وتقليل الحاجة إلى الخزعة الاستئصالية والتشريح المرضي ".

بعبارة أخرى ، يأخذ شركاء PROSCOPE تنظير القولون إلى منطقة مجهولة. فيما يتعلق بسير العمل ، يتم استخدام إضاءة الضوء الأبيض القياسية (مع كاميرا فيديو على متن الطائرة) للإبلاغ عن الآفات المشتبه بها التي تستحق مزيدًا من التحقيق من قبل الطبيب ، وعند هذه النقطة يتم تشغيل مجموعة من طرائق التصوير البصري المتقدمة. بالنسبة للمبتدئين ، هناك التصوير المقطعي للتماسك البصري (OCT) ، والذي يستخدم قياس التداخل بالقرب من الأشعة تحت الحمراء منخفض التماسك لرسم خريطة الانعكاسات من أعماق مختلفة داخل الأنسجة (أي تقسيم العمق). ينتج عن هذه الانعكاسات صور مقطعية بدقة ميكرون للآفات تحت السطحية في جدار الأمعاء ، وكذلك نمو شعيرات دموية مجهرية جديدة تغذي الأنسجة السرطانية.

يوضح أندرسن: "أشبّه مفهوم التصوير PROSCOPE بـ Google Earth لتنظير القولون". "نبدأ بخريطة للبلد ثم تكبير الصورة لمدينة ، ثم شارع ، ثم مبنى." ما يشير إليه أندرسن هنا هو حقيقة أن الخلايا السرطانية لديها استقلاب أكثر نشاطًا من الخلايا المجاورة غير السرطانية ، مما يعني زيادة تدفق الدم ونمو الأوعية للاشتباه في وجود إصابات. على هذا النحو ، يستخدم مسبار التصوير PROSCOPE الفحص المجهري متعدد الفوتونات (MPM) لتصوير الآفة موضع الاهتمام في مقاييس الطول الخلوي - قياس تدفق الدم ، على سبيل المثال ، والنشاط الأيضي - بينما يقوم مطياف رامان بالتكبير لتحديد المؤشرات الحيوية للسرطان على المستوى الجزيئي .

بينما يركز شركاء PROSCOPE ، في الوقت الحالي ، على جوانب تكرار التصميم والتصغير وتكامل الأنظمة لمنظار القولون متعدد الوسائط الخاص بهم ، فإن الخطة هي وضع متظاهر تقني من خلال خطواته في أوائل العام المقبل في تجربة سريرية صغيرة الحجم (مجموعة من 20 - 30 مريضا) في الجامعة الطبية في فيينا، النمسا. يقول أندرسن: "نهاية لعبة PROSCOPE هي الترجمة السريرية". "نحن لا نطور هذه التكنولوجيا لأننا نستطيع ذلك ؛ نحن نطوره لتقديم تشخيص مبكر للسرطان ولتحسين نتائج المرضى ".

النجاح يولد النجاح

ومع ذلك ، إذا كان PROSCOPE يدور حول "ما هو التالي" في التصوير الفوتوغرافي الحيوي ، فإن تقدم الكونسورتيوم نحو التطبيق السريري يعتمد بلا شك على النجاحات التي حققها مشروع أوروبي مرتبط به وكامل الآن يسمى MIB (التصوير الحيوي بالمنظار متعدد الوسائط لسرطان المثانة للتشخيص في نقطة الرعاية). مع DTU Health Tech أيضًا منسق المشروع ، ابتكر اتحاد أبحاث MIB نظام التصوير البصري المتوافق مع منظار المثانة لتعزيز القدرات التشخيصية فيما يتعلق بسرطان المثانة - الهدف النهائي هو تحسين تشخيص المريض من خلال الكشف المبكر ، والبدء المبكر للعلاج ، وبدوره ، تقليل تكرار المرض (حاليًا 50٪ بعد 12 شهرًا من المتابعة).

تشمل نتائج MIB الملحوظة تحسين مصادر الضوء القوية والمضغوطة (جزء من الأجهزة الخلفية) ودمج العديد من مجسات التصوير البصري عالي السرعة (تجمع بين OCT و MPM و Raman الطيفي) في نموذج أولي لوحدة توصيل التنظير الخلوي (مع التوافق الحيوي تغليف). على الرغم من استمرار البحث والتطوير بعد إطار عمل MIB ، فقد اتخذ الاتحاد أيضًا الخطوات الأولى نحو التحقق من الصحة من خلال الاختبارات المعملية (خارج الجسم و المختبر) ومرحلة مبكرة في الجسم الحي دراسة سريرية شملت 20 مريضا.

يستهدف التعاون في مجال الفيزياء البصرية التشخيص المبكر لسرطان المريء

"هناك درجة عالية من القواسم المشتركة عبر MIB و PROSCOPE ،" يلاحظ Andersen. يعالج كلا المشروعين السرطانات ذات المستويات العالية من الإصابة ، على سبيل المثال ، ويعتمد كلاهما على التسليم بالمنظار - العوامل التي مكنت من نقل المعرفة على نطاق واسع ومجموعة من تقنيات المنصة التأسيسية لتشمل برامج عمل MIB و PROSCOPE.

ويختتم أندرسن بالقول: "أكثر من ذلك ، قمنا أيضًا ببناء فهم دقيق للبيئة التنظيمية بفضل تعاوننا مع جامعة فيينا الطبية وشركائنا في الصناعة. في الواقع ، تشكل PROSCOPE الآن جزءًا من نظام إيكولوجي أوسع للابتكار سيمكننا من تقديم أجهزة طبية متقدمة لتلبية الموافقات التنظيمية اللازمة للترجمة السريرية ، وفي النهاية ، النشر الروتيني في بيئة تشخيصية ".

بناء خط أنابيب المواهب في مجال البيوفوتونيك

من المرجح أن يثبت التعليم والشبكات والصداقات مدى الحياة ، كما في السنوات السابقة ، تحديد موضوعات لطلاب البصريات الطبية الحيوية الذين يحالفهم الحظ في تحقيق النجاح المدرسة الصيفية الدولية الحادية عشرة للخريجين في مجال الضوئيات الحيوية.

تقام المدرسة في يونيو في جزيرة فين الصغيرة ، عبر المياه من هيلسينجبورج على الساحل الشرقي للسويد ، وتتألف من برنامج مدته أسبوع من المحاضرات وورش العمل وعروض الملصقات. سيغطي الحاضرون موجزًا ​​واسع النطاق ، يشمل العلوم الأساسية والتكنولوجيا وتطبيقات البصريات الطبية الحيوية في السياقات التشخيصية والعلاجية ، بالإضافة إلى ترجمة الطرائق البصرية إلى علوم الحياة والتطبيقات السريرية.

شارك في تنظيمه بيتر أندرسن من DTU Health Tech والمتعاون منذ فترة طويلة ستيفان أندرسون-إنجلز من معهد تيندال الوطني في جامعة كورك ، أيرلندا ، تقتصر المدرسة على مجموعة مكونة من 60 طالب دكتوراه وزملاء ما بعد الدكتوراه يعملون عبر تخصصات فرعية متنوعة في مجال البصريات الطبية الحيوية (مع تخصيص عدد قليل من الأماكن للطلاب الجامعيين الموهوبين).

يوضح أندرسن: "لقد مرت 20 عامًا منذ أن نظمت أنا وستيفان أول مدرسة صيفية - استجابة للفراغ الملحوظ في تعليم وتدريب تقنيات التصوير الحيوي في ذلك الوقت". منذ ذلك الحين ، انتقلت المدرسة الصيفية - التي تقام كل عامين - من قوة إلى قوة ، وجذبت الطلاب والمحاضرين الضيوف البارزين من جميع أنحاء العالم.

يضيف أندرسن: "تعد المدرسة جزءًا من الغراء الذي يربط مجال البصريات الطبية الحيوية معًا". "نحن دائمًا نشارك بشكل كبير مع العلماء في بداية حياتهم المهنية الذين يسعون إلى تطوير شبكاتهم بالإضافة إلى تحديد مسارات البحث المستقبلية والمتعاونين المحتملين."

• لمزيد من المعلومات ، راجع صفحات المشروع الخاصة بـ المنظار (اتفاقية منح رقم 871212) و MIB (اتفاقية منحة رقم 667933).

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/multimodal-optical-imaging-ready-to-shine-in-the-early-detection-of-colorectal-cancer/