Исследователи НТЦ биомедицинской фотоники Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева разработали оптическую систему биопсии для выявления пораженных опухолью тканей печени.
Рак печени занимает шестое место в мире по распространенности среди онкологических заболеваний. Для установки диагноза требуется забор биопсии, проведение которой на ранних стадиях заболевания связано с трудностями в определении места для её получения. Разработанная система использует комбинацию технологии флуоресцентных меток и спектроскопии диффузного отражения для идентификации опухоли.
«Прибор разработан таким образом, чтобы быть совместимым с пункционными иглами, которые в настоящее время используются для биопсии печени», – говорит Евгений Жеребцов, один из членов исследовательской группы. «Таким образом, в ближайшем будущем этот инструмент может помочь хирургам более точно определять положение инструмента для проведения биопсии, чтобы уменьшить количество ошибок при взятии образцов тканей, используемых для дальнейших гистологических и цитологических исследований».
Получение биопсии опухоли является важным шагом в определении ее характеристик и необходимо для планирования дальнейшего лечения. Однако врачам сложно быть уверенными в том, что взятый образец ткани на 100% происходит из самой опухоли, особенно если опухоль имеет небольшой размер и расположена в брюшной полости.
«Методы оптической биопсии, подобные разработанному нами, позволяют дифференцировать здоровые и опухолевые ткани с высокой степенью точности», — говорит исследователь Елена Потапова. «Хотя наша система была специально разработана для использования в абдоминальной хирургии, наши результаты показывают, что аналогичные технологии могут быть полезны для других медицинских приложений».
Технология сочетает в себе два разных способа идентификации опухолевых тканей почти в реальном времени. Первый — это спектроскопия диффузного отражения, которая измеряет, как исследуемая ткань отражает свет, а второй – прижизненная флуоресценция – необходима для оценки маркеров, связанных с клеточным метаболизмом, который отличается в опухолевых и здоровых тканях. Молекулы, участвующие в клеточном метаболизме в ткани, влияют длительность сохранения флуоресценции. Поскольку в раковых клетках имеются значительные нарушения метаболизм, этот метод полезен для быстрого определения статуса рака.
Чувствительность системы была оценена в исследованиях in vitro, in vivo на мышах с раком печени, а также в предварительных исследованиях с участием пациентов с подозрением на рак печени.
«Для нас было важно составить полную картину наблюдаемых изменений при раке как в мышиной модели, так и в клинических условиях», – говорит Жеребцов. «Наши исследования на пациентах, у которых был тот же тип опухоли, что и у мышей, показали, что наша методика может обеспечить стабильные, воспроизводимые результаты, которые могут быть использованы для выявления рака».
Ученые планируют продолжить свои исследования, связанные с прижизненной флюоресценцией, у пациентов с различными типами опухолей на разных стадиях. Они надеются, что разработанная система в сочетании с передовыми методами машинного обучения поможет хирургам принимать важные клинические решения непосредственно во время процедуры биопсии.
