Sonde endoscopique pour la détection précoce in vivo de cancer gastro-intestinal par histologie Raman stimulée // Endoscopic Probe for Early In Vivo Detection of Gastrointestinal Cancer Using Stimulated Raman Histology

Les techniques d'endoscopie sont primordiales dans le diagnostic, la stadification et le traitement des cancers épithéliaux. Pour de nombreux types de cancers, c'est la seule option pour accéder directement au site tumoral et le traiter. Or, dans de nombreux cas, les tissus précancéreux peuvent présenter des modifications subtiles impossibles à détecter visuellement. La détection du cancer par endoscopie souffre ainsi de certaines faiblesses majeures : (1) l'utilisation de marqueurs fluorescents habituellement utilisés présente une sensibilité limitée et (2) le besoin de prélèvements de tissus (biopsie) et d'analyse approfondie (histologie) retardent la chirurgie et la prise de décision.
Le but du projet de thèse est de développer et d'intégrer une sonde miniature capable de réaliser une histologie Raman stimulée pour fournir des images tissulaires en temps réel en concordance quasi-parfaite avec l'histologie conventionnelle (coloration à l'hématoxyline et à l'éosine). Cela faciliterait la détection précoce et peu invasive du cancer gastro-intestinal et représenterait une amélioration considérable dans leur traitement. Nous proposons ici une approche complètement nouvelle combinant les dernières techniques de microscopie à diffusion Raman stimulée (SRS) avec les technologies les plus avancées d'assemblage de sondes miniatures fibrées et les dernières avancées en fabrication additive de verre 3D haute résolution, pour effectuer une détection 'par l'avant' du signal SRS. Ce sera le premier endoscope SRS capable de réaliser une histologie Raman en temps réel.
L'approche de ce projet est largement applicable à tous les types de cancer bénéficiant d'investigations endoscopiques ou de sondes portatives, et plus généralement à tout diagnostic tissulaire nécessitant des données histologiques, donc les avancées du projet bénéficieront à de nombreuses applications médicales et biologiques qui seront investiguées durant la thèse en collaboration avec des praticiens.
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Endoscopic techniques are essential in the diagnosis, staging, and treatment of epithelial cancers. For many types of cancer, they are the only option for direct access to the tumor site for treatment. However, in numerous cases, precancerous tissues may exhibit subtle changes that are impossible to detect visually. Cancer detection via endoscopy thus suffers from several major limitations: (1) the commonly used fluorescent markers have limited sensitivity, and (2) the need for tissue sampling (biopsy) and in-depth analysis (histology) delays surgery and decision-making.

The goal of this thesis project is to develop a miniature probe capable of performing stimulated Raman histology to provide real-time tissue imaging in near-perfect alignment with conventional histology (hematoxylin and eosin staining). This would facilitate early and minimally invasive detection of gastrointestinal cancer and represent a substantial advancement in its treatment. Here, we propose a completely novel approach that combines the latest stimulated Raman scattering (SRS) microscopy techniques with cutting-edge technologies for assembling fiber-based miniature probes and the latest innovations in high-resolution 3D glass additive manufacturing to enable ‘forward' detection of the SRS signal. This will be the first SRS endoscope capable of real-time Raman histology.

The approach of this project is broadly applicable to all types of cancer that benefit from endoscopic investigations or portable probes, and more generally to any tissue diagnosis requiring histological data, so the advances of the project will benefit numerous medical and biological applications that will be investigated in collaboration with practitioners during the PhD.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Financement d'un établissement public Français

Université de Lille

104 Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement

Excellentes connaissances en optique expérimentale
Excellent background in experimental optics