Forschende aus Photonik und Medizin entwickeln ein Endoskopiesystem mit Raman-Spektroskopie für die schnelle Tumorerkennung in der Ambulanz.

Bei Verdacht auf Krebs müssen betroffene Personen oft Tage auf eine Diagnose warten. Das invaScope könnte diesen Prozess beschleunigen: Das am Leibniz-IPHT entwickelte Endoskopiesystem analysiert Gewebe mithilfe von Licht direkt im Körper. Erste Studien zeigen, dass die Technologie sich für den klinischen Alltag eignen könnte. Bisher erfordert die Diagnose von Krebserkrankungen eine Gewebeentnahme, gefolgt von einer mikroskopischen Analyse – ein aufwendiges Verfahren, das Zeit kostet. Das invaScope bietet eine optische Alternative, die diesen Prozess beschleunigen könnte.

Das System nutzt Raman-Spektroskopie, um Gewebe direkt während einer endoskopischen Untersuchung zu analysieren. Eine faseroptische Sonde lenkt Laserlicht auf die Zellstruktur. Je nach molekularer Zusammensetzung wird das Licht unterschiedlich gestreut – es entsteht ein spektraler „Fingerabdruck“, der zeigt, ob das Gewebe gesund oder tumorös verändert ist. „Mit dem invaScope können wir Tumorgewebe bereits während der Untersuchung identifizieren – ganz ohne Biopsie“, erklärt Prof. Dr. Iwan Schie, der das Gerät mit seiner Arbeitsgruppe Multimodale Instrumentierung am Leibniz-IPHT entwickelte. „Das System macht die Raman-Spektroskopie für eine kontrastmittelfreie, in-vivo-Diagnostik nutzbar.“

Das invaScope ist so konzipiert, dass es sich nahtlos in den klinischen Alltag integrieren und intuitiv bedienen lässt. Die faseroptischen Sonden sind mehrfach sterilisierbar und mit handelsüblichen Endoskopen kompatibel. Eine speziell entwickelte Software steuert die Messungen und analysiert die Spektren in Echtzeit.

Klinische Tests in Kopenhagen

Wie gut das funktioniert, wurde in einer ersten klinischen Machbarkeitsstudie am Herlev-Gentofte-Hospital in Kopenhagen untersucht. 21 Patient:innen mit Blasenkrebs wurden mit dem invaScope untersucht, während parallel Gewebeproben für eine histopathologische Analyse entnommen wurden – dem derzeitigen Goldstandard („In Vivo Proof-of-principle Study of Raman Spectroscopy in Trial Participants With Bladder Tumours“, NCT05124106, 11/2021). Das Ergebnis: Die Raman-Spektren zeigten eine Sensitivität von 83 % und eine Spezifität von 75 % für die Unterscheidung zwischen Tumor- und Normalgewebe. „Zum ersten Mal konnten wir während einer Untersuchung direkt erkennen, ob ein Tumor gut- oder bösartig ist“, berichtet Dr. Gregers G. Hermann, Leiter der Studie. „Eine Technologie, die bereits in der Ambulanz eine sichere Tumorklassifizierung ermöglicht, könnte den gesamten Diagnoseprozess verändern.“ Auch die Praxistauglichkeit wurde getestet: Die Sonden des invaScopes erwiesen sich als zuverlässig, mehrfach sterilisierbar und problemlos in bestehende Abläufe integrierbar.

Neue Studien in Jena und Kalifornien

Nach dem erfolgreichen ersten Test wird das invaScope weiter klinisch erprobt. Seit 2023 läuft eine Studie am Universitätsklinikum Jena, die sich auf Tumoren im Kopf- und Halsbereich konzentriert. Unter der Leitung von Prof. Dr. Orlando Guntinas-Lichius, Direktor der HNO-Klinik, sollen bis zu 100 Patient:innen untersucht werden, zusätzlich 40 Personen mit entzündlichen Erkrankungen als Kontrollgruppe. „Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend“, berichtet Guntinas-Lichius. „Aber wir müssen die Daten noch genauer auswerten, bevor wir endgültige Schlüsse ziehen können.“

Parallel dazu startete 2025 eine weitere Studie an der University of California, Davis (UC Davis). Im Rahmen der Jena-Davis-Alliance of Excellence in Biophotonics wird das invaScope mit einem Fluoreszenz-Lebensdauersystem von Prof. Dr. Laura Marcu kombiniert, um zu untersuchen, ob sich durch diese Technologie-Fusion die Tumorranderkennung weiter verbessern lässt. Die Studie ist Teil der Kooperation zwischen dem Leibniz-IPHT und der UC Davis im Rahmen des National Center for Interventional Biophotonic Technologies (NCIBT), das neue lichtbasierte Medizintechnologien entwickelt.

 

Original-Publikation: https://www.mdpi.com/2072-6694/16/18/3238