Brustkrebs: Ein Hightech-Auge im Operationssaal soll die Chirurgie verbessern

Entwickeln Sie ein Tool, das Brustchirurgen in Echtzeit und direkt im Operationssaal das Vorhandensein von Resttumorzellen anzeigt, damit dem Skalpell nichts entgeht. Ziel: Verbesserung der konservativen Brustkrebschirurgie durch Verringerung der Notwendigkeit neuer Eingriffe und des Rezidivrisikos. Dies ist das Ziel des europäischen Projekts Spectra-Breast , das vom IRCCS Maugeri in Pavia geleitet wird und gerade gestartet ist.

Dies ist ein ehrgeiziges Projekt, das vom Europäischen Innovationsrat im Rahmen des Programms Pathfinder Open 2024 mit drei Millionen Euro gefördert wird und an dem fünf weitere wichtige wissenschaftliche Einrichtungen beteiligt sind: die Polytechnische Universität Mailand und ihr Spin-off Nireos, das Institut für Photonik und Nanotechnologien (Ifn-Cnr), die Polytechnische Universität Madrid und das Unternehmen RiverD in den Niederlanden. Gemeinsam müssen sie in den nächsten vier Jahren die dafür notwendigen Technologien entwickeln, anpassen und in einer ersten Studie an Patienten testen.

Verbesserung der konservativen Brustkrebschirurgie

In Italien erkranken jedes Jahr über 50.000 Frauen an Brustkrebs. In den meisten Fällen wird die Diagnose frühzeitig gestellt und wenn möglich wird ein konservativer Eingriff durchgeführt, d. h. es wird nur der kleine Teil (beispielsweise ein Quadrant) der Brust entfernt, in dem die Krankheit aufgetreten ist. Selbst bei einer Entfernung der gesamten Drüse bleiben immer häufiger Haut, Warzenhof und Brustwarze erhalten. Das entnommene Gewebe wird anschließend im Labor vom Pathologen untersucht. Dabei muss unter anderem überprüft werden, ob sich an den Resektionsrändern Tumorzellen befinden. In diesem Fall ist eine erneute Operation notwendig, um weiteres Brustgewebe zu entfernen und auf saubere Resektionsränder zu achten. Rückrufe seien eine „nicht seltene Situation, die Unannehmlichkeiten für die Patienten und Kosten für das Gesundheitssystem mit sich bringe“, wie Fabio Corsi , Leiter der Brusteinheit in Maugeri, erinnert.

Ein Hightech-Auge

Da es noch keine Möglichkeit gibt, die Ränder des in wenigen Minuten entfernten Gewebes während des Eingriffs selbst zu analysieren, arbeiten einige (wenige) Forschungszentren derzeit daran. Wie die des europäischen Konsortiums Spectra-Breast, das zwei verschiedene Technologien kombinieren wird, die Hyperspektralbildgebung und die Raman-Spektroskopie: Die erste führt eine Aufklärung durch und markiert die verdächtigen Teile, die dann von der zweiten eingehend analysiert werden. „Tatsächlich werden dabei Fotos des Gewebes gemacht, allerdings mit hochmoderner Optik“, erklärt Carlo Morasso, Projektkoordinator und Leiter des Labors für Nanomedizin und molekulare Bildgebung am Irccs Maugeri, gegenüber Salute Seno . „Das erhaltene Bild wird dann von einem auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus analysiert, der dem Chirurgen innerhalb weniger Minuten das mögliche Vorhandensein von Tumorzellen an den Resektionsrändern melden kann. Die in diesem Fall sofort eingreifen können.“

Die drei Phasen des Projekts

In einer ersten Phase, die etwa anderthalb Jahre dauern wird, gilt es, die beiden Technologien zu perfektionieren und an diese spezifische Aufgabe anzupassen. In einer zweiten Phase wird dann der Algorithmus entwickelt, der lernen muss, die Bilder zu lesen, um gesunde von kranken Zellen zu unterscheiden. Die dritte Phase im letzten Jahr ist der klinischen Validierung gewidmet und wird in Maugeri an etwa einhundert Patienten durchgeführt.

„Die mit diesen neuen Technologien durchgeführten Analysen werden mit denen verglichen, die von Pathologen durchgeführt werden“, fährt Morasso fort. „Es wird eine Art ‚Wettbewerb‘ sein: Unser Ziel ist es, dass das automatische System beweist, dass es dem Menschen ebenbürtig ist.“ Ich möchte an dieser Stelle betonen, dass die Analysen durch den Facharzt für Anatomie und Pathologie auch in Zukunft unverzichtbar bleiben. Der Vorteil besteht in diesem Fall darin, dass dem Chirurgen unmittelbares Feedback gegeben werden kann, was sonst nicht möglich wäre. Allerdings muss jedes Ergebnis noch im Labor bestätigt werden.“

Die „technologischen“ Konsequenzen

Auch im Hinblick auf die Entwicklung der beteiligten Technologien – von der Photonik bis zur Elektronik, von der Robotik bis zur künstlichen Intelligenz – bringt das Projekt zweifellos Vorteile mit sich, da neue Anwendungen im klinischen Umfeld getestet und patentiert werden können. Insbesondere wird die Polytechnische Universität Mailand sowohl das schlüsselfertige kombinierte optische Instrument als auch einen Roboterarm entwickeln, der das System über den Stoff führt. Das Ifn-Cnr wird sich stattdessen mit der Erfassung, Integration und Validierung von Daten befassen, mit dem Ziel, die Raman-Technologien immer näher an die klinische Anwendung heranzuführen.