الاستئصال الجراحي للأنسجة السرطانية هو علاج شائع يستخدم لتقليل احتمالية انتشار السرطان إلى الأنسجة السليمة. ومع ذلك ، فإن فعالية هذه الجراحة تعتمد بشدة على قدرة الجراح على التمييز بين الأنسجة السرطانية والأنسجة السليمة.
من المعروف أن الأنشطة الأيضية للأنسجة السرطانية والصحية تختلف اختلافًا كبيرًا: غالبًا ما يكون للأنسجة السرطانية تدفق دم فوضوي مصحوبًا بمستويات منخفضة من الأكسجين أو نقص الأكسجة. مع وجود مناطق نقص الأكسجة الشائعة في الأنسجة السرطانية ، يمكن أن يساعد التحديد الدقيق لنقص الأكسجة في التمييز بين الأنسجة السرطانية والأنسجة السليمة أثناء الجراحة.
الباحثون من مدرسة ثاير للهندسة في دارتموث و جامعة ويسكونسن ماديسون يقومون بالتحقيق في استخدام مجسات الفلورسنت للتصوير في الوقت الحقيقي لتركيز الأكسجين المحلي في الأنسجة أثناء الجراحة. يقدمون النتائج التي توصلوا إليها في مجلة البصريات الطبية الحيوية.
عندما يتم تحفيز مجسات الفلورسنت بالضوء ، فإنها تعود إلى الحالة الأرضية وتصدر ضوءًا بطاقة مختلفة. فور الإضاءة ، تصدر المجسات نبضة ضوئية قصيرة تعرف باسم التألق الفوري. يمكن أن تنتج بعض المجسات أيضًا إشارة تأخر متأخرة بعض الوقت بعد الإضاءة.
على الرغم من أن إشارات التألق السريعة والمتأخرة تتلاشى بمرور الوقت ، إلا أن إشارة التألق الفوري تتحلل بسرعة مقارنة بالتآكل المطول للفلورة المتأخرة. يمكن ملاحظة تحلل إشارة التألق المتأخر وتحليله بشكل أكبر لفهم النشاط الأيضي للأنسجة المجاورة بشكل أفضل.
تقييم الأوكسجين في الوقت الحقيقي
المؤلف الأول آرثر بيتوسو استخدم وزملاؤه نظام تصوير بصري لمراقبة الضوء المنبعث من المسبار الجزيئي الداخلي بروتوبرفيرين IX (PpIX) في نموذج فأر لسرطان البنكرياس حيث توجد مناطق نقص الأكسجة.
قام الباحثون بإدارة PpIX إما كمرهم طوبولوجي أو عن طريق الحقن في جانب الحيوان وأنتجوا مضانًا باستخدام صمام ثنائي ليزر معدل 635 نانومتر كمصدر للإثارة. ووجدوا أن نسبة التأخير إلى التألق المحفز كانت متناسبة عكسيًا مع الضغط الجزئي للأكسجين المحلي في الأنسجة.
إن الشدة الضعيفة لإشارة التألق المتأخرة تجعل من الصعب تقنيًا اكتشافها. للتغلب على هذا ، استخدم الباحثون نظام التصوير ذي البوابات الزمنية الذي يتيح المراقبة المتسلسلة لإشارة التألق ضمن نوافذ زمنية صغيرة فقط. وقد مكنهم ذلك من تقليل اكتشاف ضوضاء الخلفية ومراقبة التغييرات في إشارة التألق المتأخرة بدقة.
أظهر التحليل الإضافي أن إشارة التألق المتأخرة المكتسبة من الخلايا السرطانية ناقصة التأكسج كانت أكبر بخمسة أضعاف من تلك التي تم الحصول عليها من الأنسجة السليمة المؤكسجة. بالإضافة إلى ذلك ، وجد الفريق أيضًا أن إشارة التألق المتأخرة يمكن تضخيمها بشكل أكبر عن طريق ملامسة الأنسجة (الضغط على الجلد أثناء الفحص البدني) ، مما يعزز نقص الأكسجة العابر ويتيح التباين الزمني بين الإشارتين.
يقول بيتوسو: "نظرًا لأن معظم الأورام بها نقص الأكسجة الجزئي الجزئي ، فإن تصوير إشارات نقص الأكسجة من PpIX يؤخر التألق يسمح بتباين ممتاز بين الأنسجة الطبيعية والأورام".
يكتشف التحليل الطيفي متعدد الوسائط أورام المخ في الجسم الحي
وخلص الباحثون إلى أن مراقبة تأخر التألق الناتج عن الانبعاثات الفريدة لمسبار PpIX الفلوري في وجود نقص الأكسجة له فوائد عديدة في التمييز بين الأنسجة السليمة والسرطانية أثناء الجراحة. "إن الحصول على كل من التألق الفوري والمتأخر في دورة متتابعة سريعة سمح بتصوير مستويات الأكسجين بطريقة مستقلة عن تركيز PpIX ،" كما يقولون.
"التكنولوجيا البسيطة المطلوبة وإمكانية معدل الإطارات السريع المقترنة بالسمية المنخفضة لـ PpIX تجعل آلية التباين هذه قابلة للترجمة إلى البشر. يمكن استخدامه بسهولة في المستقبل كآلية تباين جوهرية للإرشاد الجراحي للأورام "، كما يدعي بيتوسو.
