Operationsbegleitende Infrarotspektroskopie

Die operative Entfernung von Tumoren des Hirns ist ein häufig ausgeführter Eingriff mit der Zielstellung das Tumorgewebe vollständig zu entfernen und zugleich regelrechtes und funktionstragendes Gewebe zu erhalten. Trotz aller Verbesserungen in der präoperativen Diagnostik lassen sich die Grenzen des Tumors nur sehr ungenau erfassen. Bis jetzt stellt das Fehlen einer schnellen und sicheren Methode zur intraoperativen Identifizierung von Tumoren sowie in die Abgrenzung zu regelrechtem Gewebe eines der größten Defizite dar.
In dem Forschungsprojekt werden spektroskopische Methoden zur schnellen und sicheren Charakterisierung von frisch entnommenem Hirngewebe entwickelt und im OP-Saal eingesetzt.
Dank der durch die FT-IR Spektroskopie zugänglichen molekularen Informationen sind biochemische Unterschiede zwischen Tumor- und Normalgewebe sicher erkennbar. Die Untersuchungen werden mit einem transportablen Spektrometer im ATR (abgeschwächte Totalreflexion) Modus durchgeführt. Die entnommenen Gewebeproben werden keiner Probenpräparation unterzogen und können daher sofort spektroskopisch gemessen werden. In den ATR Spektren lässt sich Tumorgewebe anhand des niedrigeren Gehalts von Glycolipiden sicher erkennen. Im Vergleich zu Normalgewebe zeigen zum Beispiel mehrere Absorptionsbanden von Tumorgewebe im Bereich zwischen 1000 und 1200 cm^-1 eine niedrigere Intensität.

Ziel des Projektes ist die Erforschung der operationsbegleitenden FT-IR Spektroskopie zur schnellen und sicheren Identifizierung von Tumorgewebe im Hirn, um Infiltrationen an den Tumorrändern und eine Abgrenzung zu regelgerechtem Gewebe zu ermöglichen. Voraussetzung dafür ist ein grundlegendes Verständnis der Zusammenhänge zwischen Onkogenese, Nervengewebe und molekülspektroskopischen Signaturen. Mit den Untersuchungen sollen drei zentrale Fragestellungen beantwortet werden:

In welchem Umfang ist die operationsbegleitende FT-IR Spektroskopie geeignet, von Tumor befallenes Nervengewebe mit ausreichender Sensitivität und Spezifität zu identifizieren?
Lassen sich Grenzbereiche und Infiltrationszonen erkennen, so dass der Operateur eine Bewertung des Gewebes vornehmen kann?
Wie weit kann die operationsbegleitende FT-IR Spektroskopie beitragen, die Sicherheit des operativen Eingriffs zu erhöhen?