blog

Dec 29, 2023

Novo sistema de imagem do professor do CI MED leva a endoscopia ao 'Santo Graal' na cirurgia do câncer

Um professor do Carle Illinois College of Medicine (CI MED) e sua equipe de pesquisa percorreram a jornada gratificante da bancada até a sala de cirurgia, observando sua nova tecnologia nas mãos de

Um professor do Carle Illinois College of Medicine (CI MED) e sua equipe de pesquisa percorreram a jornada gratificante da bancada até a sala de cirurgia, observando sua nova tecnologia nas mãos de cirurgiões que tratam de pacientes com câncer de pulmão. Pesquisadores do Cancer Center em Illinois (CCIL) desenvolveram um sistema de imagem endoscópica aprimorado que atinge uma melhoria de 60% em relação aos sistemas endoscópicos existentes aprovados pela FDA. O trabalho se baseia no trabalho do Laboratório de Biossensores, liderado pelo professor de Ciências Biomédicas e Translacionais do CI MED, Viktor Gruev, que também é professor de engenharia elétrica e de computação na Universidade de Illinois Urbana-Champaign.

A endoscopia está emergindo como um padrão de tratamento para procedimentos oncológicos; no entanto, a tecnologia endoscópica padrão de “luz branca” é insuficiente quando se trata de ver células cancerígenas. Para remediar esse problema, a equipe de Gruev projetou um sistema de imagem endoscópica guiada por fluorescência que integra seu sensor de imagem hexacromático inspirado no camarão mantis, um novo endoscópio rígido personalizado para imagens coloridas no infravermelho próximo (NIR) e um feixe de fibras de iluminação personalizado. Fluoróforos – corantes neste caso – são compostos químicos fluorescentes que marcam as células e depois enviam luz de volta quando excitados por fótons.

O sistema bioinspirado vai além da tecnologia tradicional de imagem endoscópica do câncer, completando uma trifeta impressionante. Usando múltiplos fluoróforos NIR, os novos sistemas criam imagens de múltiplas sondas direcionadas a tumores, quantificam células cancerígenas e detectam biomarcadores específicos de tumores em amostras ex vivo.

“Não nos contentámos em simplesmente melhorar a visão do cirurgião sobre o panorama das células cancerígenas. Demos um passo adiante para identificar biomarcadores no ambiente tumoral para fornecer aos médicos informações mais valiosas para uma tomada de decisão mais sólida”, disse Mebin Abu George, primeiro autor da pesquisa publicada pelas equipes.

Como muitos cancros são heterogéneos e não homogéneos, a capacidade de ver e interpretar biomarcadores variados dá ao sistema de imagem – e aos cirurgiões – uma vantagem real.

“O Santo Graal nas cirurgias de câncer é remover todas as células cancerígenas. Estamos entrando em uma época em que há necessidade de obter imagens de vários medicamentos direcionados a tumores para esse objetivo. Nosso laboratório está na vanguarda no desenvolvimento de tecnologia de imagem para esse objetivo; somos os únicos que conseguem visualizar vários biomarcadores do infravermelho próximo. O desafio permanece com os químicos que buscam aprovações regulatórias para que os medicamentos possam chegar à sala de cirurgia, onde aguardamos para obter imagens para erradicar todo o tecido canceroso”, disse Gruev.

O laboratório de Gruev tem demonstrado sucesso há mais de uma década no desenvolvimento de câmeras multiespectrais. Eles viram os frutos do seu trabalho serem transferidos para ensaios clínicos; no entanto, este é o primeiro empreendimento da equipe em testes minimamente invasivos com endoscopia. Com financiamento do CCIL, a equipe de pesquisa viajou semanalmente para a Universidade da Pensilvânia para trabalhar com colaboradores na implementação do novo sistema de imagem na clínica.

“A cereja do bolo foi nosso estudo clínico na Universidade da Pensilvânia, onde levamos o sistema para a sala de cirurgia e vimos os cirurgiões realizando uma ressecção do câncer. O cirurgião entregou-nos a amostra. Isso nos lembrou do motivo pelo qual estamos aqui – não estamos apenas desenvolvendo algum sistema em teoria; queremos ver a tradução clínica”, disse George.

O que vem a seguir para a equipe de pesquisa?

“Graças à subvenção de apoio do CCIL, como extensão deste projeto, queremos levar a nossa tecnologia de imagem para além dos hospitais comunitários e centros de cancro nos EUA, para locais como o Benim, em África, onde temos uma parceria. Queremos inovar em projetos inteligentes e econômicos para aqueles que têm menos recursos”, disse Gruev.

Embora a equipe tenha alcançado um marco com o design, desenvolvimento e implementação desta nova tecnologia, eles continuarão a realizar estudos clínicos adicionais para abordar outros tipos de câncer. A pesquisa da equipe está publicada no artigo “Sistema de imagem endoscópica por infravermelho próximo a cores bioinspiradas para cirurgia de câncer guiada molecular” no Journal of Biomedical Optics (JBO).