Analysis of the angiogenesis process in sections of the human breast tissue using Raman spectroscopy and Raman imaging
„Analiza procesu angiogenezy w wycinkach ludzkiego gruczołu piersiowego z użyciem spektroskopii i obrazowania Ramana”
Project type: Research and development
Keywords: angiogeneza spektroskopia Ramana obrazowanie Ramana
Keywords (english): angiogenesis Raman spectroscopy Raman imaging
Consortium members: Project was not implemented as part of a consortium
Project implementation period: 16/10/2020 - 15/10/2021
Funding institution: Narodowe Centrum Nauki
Program name: MINIATURA
Project manager: Monika Kopeć
Funding value: 49 500,00 PLN
Total project value: 49 500,00 PLN
Angiogeneza jest procesem powstawania nowych naczyń krwionośnych z istniejących już struktur kapilarnych. Proces ten pełni kluczowe role w zjawiskach fizjologicznych i patologicznych. Jest niezbędny, aby organizm ludzki mógł się prawidłowo rozwijać i dojrzewać. Prawidłowy przebieg procesu naczyniotworzenia jest w ścisły sposób kontrolowany przez czynniki proangiogenne oraz przez czynniki antyangiogenne. W tkankach, które nie są zmienione patologicznie angiogeneza jest procesem samokontrolującym. Natomiast w przypadku tkanek zmienionych patologicznie zostaje zaburzona równowaga między czynnikami stymulującymi i hamującymi angiogenezę. Wyraźnie wzrasta aktywność czynników antyangiogennych. Szczególnym wyzwaniem stojącym przed medycyną jest kontrolowanie równowagi między czynnikami proangiogennymi i antyangiogennymi. Monitorowanie procesu angiogenezy oraz poszukiwanie markerów diagnostycznych daje nadzieję dla chorych oraz pozwoli określić nowe cele terapeutyczne. Wśród standardowo stosowanych metod wciąż brakuje metody pozwalającej na śledzenie zmian biochemicznych, które powstają podczas rozwoju nowotworu. Nadzieję taką dają metody optyczne, w szczególności spektroskopia Ramana i obrazowanie Ramana. Metody pozwalają wyjaśnić biologiczno-chemiczno-fizyczne zasady funkcjonowania organizmu. Uzyskane widmo Ramana można traktować jako „biochemiczny odcisk palca”, który umożliwia odróżnienie tkanki zdrowej od nowotworowej. Nadrzędnym celem badań przewidzianych w niniejszym projekcie jest wykorzystanie połączonych metod-spektroskopii Ramana i obrazowania Ramana- w analizie procesu angiogenezy zachodzącego w wycinkach ludzkiego gruczołu piersiowego. Drugi cel projektu obejmował będzie identyfikację najbardziej odpowiedniej konfiguracji zastosowanej aparatury oraz dobór parametrów pomiaru; optymalizację warunków analizy laserowej. Trzeci cel projektu obejmował będzie analizę statystyczną otrzymanych wyników z zastosowaniem różnych technik spektroskopowych. Realizacja celów wymienionych powyżej odbędzie się poprzez: rejestrację widm i obrazów Ramana dla wycinków ludzkiego gruczołu piersiowego, rejestrację widm Ramana dla czynników antyangiogennych oraz proangiogennych. Podejście przy zastosowaniu wymienionych metod może przyczynić się w przyszłości do opracowania nowych metod leczenia oraz lepszego zrozumienia mechanizmu procesu angiogenezy. Poznanie zmian zachodzących w organizmie podczas procesu angiogenezy udoskonali metody wykrywania markerów nowotworowych- pozwoli stosować w przyszłości metodę spektroskopii Ramana do badań klinicznych oraz przyspieszy postęp w dziedzinie medycyny.
Angiogenesis is the process of the formation of new blood vessels from existing capillary structures. This process plays a key role in physiological and pathological conditions. This process is necessary for the human organism to develop and mature correctly. The correct course of the angiogenic process is strictly controlled by pro-angiogenic factors and by anti-angiogenic factors. In tissues that are not pathologically altered, angiogenesis is a self-controlling process. On the other hand, in the case of pathologically changed tissues, the balance between factors stimulating and inhibiting angiogenesis is disturbed. The activity of anti-angiogenic factors increases significantly. A particular challenge for medicine is to control the balance between pro-angiogenic and anti-angiogenic factors. Monitoring the angiogenesis process and searching for diagnostic markers gives hope for patients and allows to define new therapeutic goals. Among the standard methods used, there are still no methods that allow to track the biochemical changes that occur during the development of cancer. Such hope is provided by optical methods, in particular Raman spectroscopy and Raman imaging. The methods make it possible to explain the biological-chemical-physical principles of the functioning of the organism. The obtained Raman spectrum can be thought of as a "biochemical fingerprint" that enables the difference between healthy and cancer tissue. The main goal predicted in this project is to use combined methods - Raman spectroscopy and Raman imaging - in the analysis of the angiogenesis process occurring in the human breast tissues. The second objective in this project is the identification of the most appropriate configuration of the equipment and the selection of measurement parameters; optimization of laser analysis conditions. The third objective in this project will include a statistical analysis of the obtained results using various spectroscopic techniques. The implementation of the objectives listed above will take place through: the registration of Raman spectra and Raman images for human breast tissues, registration of Raman spectra for antiangiogenic and proangiogenic agents. The approach using these methods may contribute in the future to the development of new treatments and a better understanding the mechanism of the angiogenesis process. Understanding the changes taking place in the organism during the angiogenesis process will improve the methods of detecting tumor markers - it will allow the future use of Raman spectroscopy in clinical trials and accelerate progress in the field of medicine.
Go back