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Dec 29, 2023

CI MED 教授の新しい画像システムが内視鏡検査をがん手術の「聖杯」に近づける

カール・イリノイ医科大学 (CI MED) の教授と研究チームは、実験台から手術室までやりがいのある旅をし、彼らの新しいテクノロジーが医師の手に渡っているのを観察しました。

カール・イリノイ医科大学 (CI MED) の教授と研究チームは、ベンチトップから手術室までやりがいのある旅をし、肺がん患者を治療する外科医の手中にある新技術を観察しました。 イリノイがんセンター (CCIL) の研究者は、既存の FDA 承認の内視鏡システムより 60% の改善を達成する、改良された内視鏡画像化システムを開発しました。 この研究は、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の電気工学およびコンピュータ工学の教授でもあるCI MED生物医学およびトランスレーショナルサイエンスのヴィクトル・グルエフ教授が所長を務めるバイオセンサー研究室の研究に基づいている。

内視鏡検査はがん処置の標準治療として浮上しつつあります。 しかし、標準的な「白色光」内視鏡技術は、がん細胞を観察するという点では不十分です。 この問題を解決するために、グルエフ氏のチームはシャコにヒントを得た六色イメージセンサー、近赤外（NIR）カラーイメージング用にカスタマイズされた新しい硬性内視鏡、カスタム照明ファイバーバンドルを統合した蛍光誘導内視鏡イメージングシステムを設計した。 蛍光色素 (この場合は色素) は、細胞にタグを付け、光子によって励起されると光を送り返す蛍光化合物です。

生体からインスピレーションを得たこのシステムは、従来の内視鏡によるがんイメージング技術を超え、印象的な三連単を完成させます。 この新しいシステムは、複数の NIR 蛍光色素を使用して、複数の腫瘍標的プローブを画像化し、がん細胞を定量化し、生体外サンプル中の腫瘍特異的バイオマーカーを検出します。

「私たちは、単に外科医のがん細胞の状況に対するビジョンを強化するだけでは満足しませんでした。 私たちはさらに一歩進んで腫瘍環境におけるバイオマーカーを特定し、より強力な意思決定のためのより貴重な情報を臨床医に提供しました」と研究チームが発表した研究の筆頭著者であるメビン・アブ・ジョージは述べた。

多くのがんは均一ではなく不均一であるため、さまざまなバイオマーカーを観察して解釈できる能力は、画像システム、そして外科医に大きな利点をもたらします。

「がんの手術における究極の目標は、すべてのがん細胞を除去することです。 この目的のために、複数の腫瘍標的薬を画像化する必要がある時代に移行しつつあります。 私たちの研究室は、この目標に向けたイメージング技術の設計の最前線にいます。 複数の近赤外線バイオマーカーを画像化できるのは私たちだけです。 化学者たちは、この薬剤が手術室に到達し、そこですべてのがん組織を根絶するために画像化されるのを待っているので、規制当局の承認を求めているという課題が残っている」とグルエフ氏は語った。

グルエフ氏の研究室は、10 年以上にわたってマルチスペクトル カメラの開発で成功を収めてきました。 彼らは、自分たちの労働の成果が臨床試験に移行するのを見てきました。 しかし、これはチームにとって内視鏡による低侵襲検査への最初の試みである。 CCIL からの資金提供を受けて、研究チームは毎週ペンシルバニア大学を訪れ、協力者と協力して新しい画像システムを診療所に導入しました。

「おまけに、ペンシルベニア大学での臨床研究では、システムを手術室に持ち込み、外科医ががん切除を行っているのを見ました。 外科医は私たちに標本を手渡しました。 それは私たちが何のためにここにいるのかを思い出させました。私たちは単に理論的にシステムを開発しているだけではありません。 私たちは臨床翻訳を望んでいます」とジョージは言いました。

研究チームは次に何をするのでしょうか?

「CCILからの支援助成金のおかげで、このプロジェクトの延長として、当社のイメージング技術を米国の地域病院やがんセンターだけでなく、パートナーシップを結んでいるアフリカのベナンなどの場所にも導入したいと考えています。 私たちは、リソースが少ない人々のために、賢くて費用対効果の高い設計を革新したいと考えています」とグルエフ氏は語った。

チームはこの新技術の設計、開発、実装においてマイルストーンに到達しましたが、今後も他の種類のがんに対処するための追加の臨床研究を追求していきます。 このチームの研究は、Journal of Biomedical Optics (JBO) の論文「分子誘導がん手術のための生体影響を受けたカラー近赤外内視鏡イメージング システム」に掲載されています。