Черепахин Д.И.

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (ПМГМУ), Россия

д.м.н Чарчян Э.Р.

Российский научный центр хирургии (РНЦХ) им. акад. Б.В. Петровского РАМН, Россия

к.м.н Евтюшкин И.А.

ФГБУ “Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии” Минздравсоцразвития России (ФЦССХ), Россия

Д.м.н Базылев В.В.

ФГБУ “Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии” Минздравсоцразвития России (ФЦССХ), Россия

д.м.н Белов Ю.В.

Университетская клиническая больница № 1 – Центральный клинический корпус (ПМГМУ им. И.М. Сеченова)

д.м.н Сучков С.В.

Московский государственный медико-стоматологический университет (МГМСУ), Москва, Россия;

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (ПМГМУ), Россия

Современные технологии и протоколы

молекулярной визуализации

в практике эндохирургии с точки зрения предиктивно-превентивной и персонифицированной медицины

Успехи в области оптических технологий играют колоссальную роль в развитии эндоскопии, а создание сканеров, позволяющих получать объемные изображения в нескольких спектральных режимах, а так же новейшие молекулярные зонды, созданные на основе передовых нанотехнологий, открывают для эндоскопии как инструментальной отрасли медицины нового уровня - предиктивно-превентивной и персонифицированной медицины (ПППМ) совершенно новые возможности и перспективы. Хотя многие технологические платформы по-прежнему находятся в стадии разработки, уже сейчас ясно, что будущее эндоскопии - за ПППМ, подразумевающей получение детального изображения конкретных (прицельно интересующих врача-диагноста) участков тканей, в границах которых развиваются первичные патологические процессы. А современные молекулярные зонды, являющиеся продуктами геномных и протеомных технологий, в свою очередь и являются тем самым инструментом, который позволяет воплощать эти идеи в жизнь[1,2].

Выявление признаков патологии на доклинической стадии позволит применять превентивные методы лечения и, с большой вероятностью приведет к предотвращению развития патологии на стадии, когда комплекс ключевых патологических сдвигов является еще обратимым. Ведь не секрет, что традиционный осмотр тканевых участков в белом свете не позволяет выявлять патологический процесс на ранних стадиях, поэтому приветствуются приемы, позволяющие видеть масштабнее, глубже и точнее[3].

К спектру таких методов принадлежат эндоскопия высокого разрешения и способы, улучшающие качество визуализации очага, такие как режим осмотра в узком спектре светового потока NBI (Narrow Band Imaging), осмотр в режиме компьютерной обработки изображения (FICE/Fuji Intelligent Cromo Endoscopy), просмотр в режиме прижизненной визуализации методом флюоресцентного анализа FLIM (fluorescence lifetime imaging) - метод прижизненной визуализации в режиме флюоресцентного анализа, который имитирует осмотр в узком спектре светового потока с разными длинами волн [4,5,6].

Не менее успешно в практике применяется аутофлюоресценция, задачей которой является выявление патологических очагов путем использования природных свойств эндогенных флюорофоров поглощать видимый свет[7].

Благодаря аутофлюоресцентной эндоскопии становится возможным:

(а) видеть тонкие различия в толщине слизистой оболочки и фиксировать динамику концентраций гемоглобина;

(б) отслеживать процесс распределения и накопления флюорофора в ткани;

(в) давать оценку особенностям микроокружения пораженного участка, что способствует более точному определению его границ.

Намного более специфичным и информативным для протеомных (белковых) каскадов, которые часто составляют ключевой объект исследования, является метод молекулярной визуализации, базовыми инструментами которого являются молекулярные зонды [8].

Современной медицине необходимы новые, усовершенствованные, высокоинформативные, более надежные и прогрессивные методы визуализации, т.е., методы того поколения, которое может быть использовано как для выявления заболевания на ранней стадии, так и для непосредственного лечения, служа инструментами предиктивно-превентивной и персонифицированной медицины (ПППМ). В этом плане меченные молекулярные зонды позволяют определять точную локализацию и даже границы патологического процесса на самых ранних (в том числе, доклинических) стадиях развития [9]. А выявляемый на таких стадиях типовой патологический процесс дает врачу-клиницисту реальную возможность провести своевременное и эффективное лечение, следуя принципам доклинической фармакопревенции, гарантируя пациенту эффективную профилактику и мониторинг с последующим ободряющим пациента прогнозом.

Вполне естественно и закономерно, что в сфере ПППМ молекулярные зонды получат также широкое применение, позволив проводить высокоинформативную визуализацию интересующих врача-диагноста патологических мишеней у конкретных пациентов с конкретным диагнозом заболевания и на конкретной стадии, включая стадию доклинической диагностики. Такого рода терапия будет назначаться в соответствии с локализацией визуализированных границ опухоли. Станет возможным и профилактическое отслеживание рецидивов.

Не подлежит сомнению, что молекулярная визуализация относится к категории инновационных технологий, существенно расширяющих границы традиционной эндоскопии, ибо позволяет врачу-диагносту видеть скрытые патоморфологические сдвиги в пределах весьма конкретных участков тканей [10]. Вооружая технологические платформы разрабатываемого метода адекватными для поставленных целей и задач молекулярными зондами, нацеленными на идентификацию специализированных клеточных рецепторов, врач получает доступ к уникальным возможностям эндоскопии будущего.

Возможности молекулярной визуализации как инновационной оптической технологии не ограничены известными мишенями: такого рода технология может быть в перспективе применяться и в работе с серией новых молекулярных и клеточных мишеней по мере их идентификации и характеристики в структурах генома и протеома [11,12]. Молекулярная визуализация позволит исследователям и врачам более точно определять риски возникновения ракового заболевания у каждого конкретного пациента, обосновывать постановку доклинического диагноза заболевания и вести разработку курсов не только традиционной, но и превентивной терапии.

Очевидно, что будущее эндоскопии стоит за персонализированным подходом к диагностике и лечению в рамках программ по управлению собственным здоровьем, т.е., по сути, в рамках нового и перспективного направления в структуре здравоохранения - ПППМ.

Литература:

1. Sivak MV. Gastrointestinal endoscopy: past and future. Gut. 2006;55:1061–1064;

2. Cotton PB, Barkun A, Ginsberg G, et al. Diagnostic endoscopy: 2020 vision. Gastrointest Endosc. 2006;64:395–398;

3. Uedo N, Iishi H, Tatsuta M, et al. A novel videoendoscopy system by using autofluorescence and reflectance imaging for diagnosis of esophagogastric cancers. Gastrointest Endosc. 2005;62:521–528;

4. Gono K, Obi T, Yamaguchi M, et al. Appearance of enhanced tissue features in narrow-band endoscopic imaging. J Biomed Opt. 2004;9:568–577;

5. Jung SW, Lim KS, Lim JU, et al. Flexible spectral imaging color enhancement (FICE) is useful to discriminate among non-neoplastic lesion, adenoma, and cancer of stomach. Dig Dis Sci. 2011;56:2879–2886;

6. Hong SN, Choe WH, Lee JH, et al. Prospective, randomized, back-to-back trial evaluating the usefulness of i-SCAN in screening colonoscopy. Gastrointest Endosc. 2012;75:1011–1021;

7. Joshi BP, Liu Z, Elahi SF, Appelman HD, Wang TD. Near-infrared-labeled peptide multimer functions as phage mimic for high affinity, specific targeting of colonic adenomas in vivo (with videos) Gastrointest Endosc. 2012;76:1197–1206;

8. Joshi BP, Miller SJ, Lee CM, Seibel EJ, Wang TD. Multispectral endoscopic imaging of colorectal dysplasia in vivo. Gastroenterology. 2012;143:1435–1437;

9. Miller SJ, Lee CM, Joshi BP, Gaustad A, Seibel EJ, Wang TD. Targeted detection of murine colonic dysplasia in vivo with flexible multispectral scanning fiber endoscopy. J Biomed Opt. 2012;17:021103;

10. Urano Y. Novel live imaging techniques of cellular functions and in vivo tumors based on precise design of small molecule-based 'activatable' fluorescence probes. Curr Opin Chem Biol. 2012;16:602–608;

11. Deisseroth K. et al. Next-Generation Optical Technologies for Illuminating Genetically Targeted Brain Circuits. J Neurosci 26, 10380 (2006);

12. Huland D. M. et al. In vivo imaging of unstained tissues using long gradient index lens multiphoton endoscopic systems. Biomed. Opt. Express 3, 1077–1085 (2012);