Eine verbesserte Tinte für Dickdarm-Tattoos

Der Dickdarm ist vielleicht der letzte Ort, an dem Menschen eine Tätowierung in Betracht ziehen würden, aber endoskopische Tätowierungen sind eine wichtige medizinische Technik, um kolorektale Läsionen für Operationen oder Nachsorge zu markieren. Heute berichten Wissenschaftler über eine Tinte der nächsten Generation für diese Markierungen, die weniger diffundiert und biokompatibler ist als bestehende Tinten. Die neue Formulierung könnte es einfacher machen, komplexe Dickdarmpolypen und Tumore zu identifizieren und zu entfernen, sagen die Forscher.

Ihre Ergebnisse stellen sie heute auf der Frühjahrstagung der American Chemical Society (ACS) vor.

Nach Angaben der American Cancer Society ist Darmkrebs die am dritthäufigsten diagnostizierte Krebsart in den USA und die zweithäufigste krebsbedingte Todesursache. März ist der Monat der Sensibilisierung für Darmkrebs, in dem Menschen über 50 daran erinnert werden, sich einer Koloskopie oder einer endoskopischen Untersuchung des Dickdarms zu unterziehen, um krebsartige und präkanzeröse Läsionen zu erkennen. Kleine Polypen können in der Regel zum Zeitpunkt der Darmspiegelung entfernt werden; Größere, komplexe Läsionen werden jedoch häufig zur späteren Entfernung an Spezialisten oder Chirurgen überwiesen.

„Oft sind dies sehr flache, sehr subtile Läsionen, und es ist notwendig, sie zu markieren, damit der später untersuchende Spezialist sie finden kann“, sagt Rahul Pannala, MD, Gastroenterologe und außerordentlicher Professor für Medizin an der Mayo Clinic Arizona , der an der Forschung beteiligt ist. Dazu injizieren die Ärzte eine handelsübliche Tinte, die typischerweise aus Ruß besteht, einige Zentimeter von der Läsion entfernt – ein Vorgang, der als endoskopisches oder Dickdarm-Tätowieren bekannt ist. „Die im Handel erhältlichen Tinten haben einen hohen Kontrast, aber sobald sie injiziert sind, verteilen sie sich schnell im Bereich des Flecks“, erklärt Subhadeep Dutta, ein Doktorand an der Arizona State University, der die Arbeit bei dem Treffen vorstellt. „So kann der Spezialist verloren gehen, wo er die Läsion finden kann.“ Außerdem können einige Tinten Entzündungen auslösen oder in andere Gewebe diffundieren und möglicherweise Nebenwirkungen verursachen.

Deshalb, Dutta; Pannala; Jordan Yaron, Ph.D.; und Kaushal Rege, Ph.D. (der Hauptforscher des Projekts an der Arizona State University) wollte eine neue Art von Dickdarm-Tätowiertinte entwickeln, die diese Einschränkungen überwinden könnte. Um der Tinte eine kräftige, dunkle Farbe zu verleihen, die unter dem sichtbaren Licht einer Koloskopie leicht zu sehen wäre, wählten die Forscher Nanopartikel aus Metall. Sie kombinierten die Nanopartikel mit unterschiedlichen Mengen und Arten von Polymeren, die an der submukösen Oberfläche im Dickdarm haften und die Diffusion der Tinte verhindern.

Sie testeten die verschiedenen Formulierungen zunächst in sezierten Schweinedärmen und dann in lebenden Mäusen. Da Mausdärme so winzig und schwierig zu bearbeiten sind, injizierten die Forscher ihre Tinten als Modellsystem unter die Haut der Mäuse, um Diffusion, Entzündung und Bildgebungseffizienz zu messen. „Nach unseren bisherigen vorklinischen Studien sieht der Kontrast gut aus und unsere Tintenflecken sind wirklich konzentriert. Nach 28 Tagen sind sie mindestens drei- bis viermal kleiner als die Flecken aus dem kommerziellen Farbstoff“, sagt Dutta. Obwohl es keine offensichtlichen Anzeichen einer Entzündung gibt, führt das Team jetzt histopathologische Studien durch, um zu beobachten, ob mikroskopische Veränderungen in der Haut auftreten, und um bei der Bestimmung der optimalen Tintenformulierung zu helfen. Das Team bereitet sich auch darauf vor, die besten Tinten in tatsächlichen endoskopischen Tätowierungen von lebenden Schweinen zu testen.

Ein weiterer Vorteil der Nanopartikel ist, dass sie im Gegensatz zu kommerziellen Tinten in der Röntgen-Computertomographie (CT)-Bildgebung sichtbar sein sollten, obwohl die Forscher dies noch nicht getestet haben. „Da die Nanopartikel Röntgen-CT-Kontrasteigenschaften haben und außerdem unter endoskopischem Licht sichtbar sind, glauben wir, dass die neuen Tinten eine multimodale Bildgebung ermöglichen könnten“, sagt Rege. Das könnte Ärzten helfen, eine Läsion vor der Operation besser zu charakterisieren.

Wenn sich die Tätowierfarbe gegenüber bestehenden Formulierungen als überlegen erweist, könnte dies laut den Forschern zu einer besseren Patientenversorgung führen. „Es könnte zu einer sichereren Entfernung komplexer Polypen und Tumoren und zu einer besseren Identifizierung in bildgebenden Scans führen“, sagt Pannala. „Und es ist nicht nur auf Dickdarmkrebs beschränkt. Wenn wir in der Lage sind, eine sehr präzise Tinte zu entwickeln, könnten wir sie auch verwenden, um Wucherungen und Tumore überall im Darm oder sogar in der Bauchspeicheldrüse zu markieren.“