«Вы все поняли?» - вопрос, который задают многие больные раком, когда просыпаются после операции.
К сожалению, раковые хирурги редко знают наверняка. Хирурги попытаются получить «чистые поля», удаляя достаточное количество ткани вокруг опухоли, чтобы гарантировать, что они удаляют любые микроскопические злокачественные новообразования. Но это неточная процедура, которая часто приводит к ненужному удалению здоровой ткани.
Теперь исследователи из Университета Техаса в Остине и Медицинского колледжа Бейлора разработали устройство, которое может проверять ткани на наличие рака прямо в операционной, не оставляя сомнений в том, следует ли их удалять или нет.
Устройство представляет собой масс-спектрометрическое устройство размером с ручку, которое его разработчики называют MasSpec Pen. Ручка выпускает каплю воды на поверхность ткани. Капля притягивает биомолекулы из ткани, а затем втягивается обратно в ручку. Ручка делает быстрый молекулярный анализ, чтобы определить, являются ли частицы раковыми или нет. В течение нескольких секунд хирурги знают, следует ли им удалить ткань.
«[С помощью MasSpec Pen] мы можем тестировать ткани, не вынимая ткани», - говорит Джеймс Сулибурк, профессор хирургии в Baylor, который помог разработать устройство. «Прямо сейчас, все, что мы хотим проверить, мы должны вырезать. И мы не хотим вырезать нормальные ткани. Это позволяет нам быть более точным ».
Исследовательская группа, возглавляемая профессором химии UT Ливией Скьявинато Эберлин, проверила ручку MasSpec на тканях, удаленных у 253 больных раком. Ручка поставила диагноз примерно за 10 секунд с точностью более 96 процентов. Он также был в состоянии обнаружить тонкие изменения в тканях на полях между нормальными и раковыми тканями.
Эти результаты выгодно отличаются от стандартной методики тестирования тканей во время операции. Эта методика, называемая анализом замороженных срезов, включает хирурги, которые вырезают ткани и отправляют их в лабораторию патологии, где патологоанатом смотрит на них под микроскопом. Это может занять 30 минут и более, в течение которых пациенты лежат на операционном столе под наркозом. Хотя анализ «замороженных срезов», как правило, является точным, для некоторых видов рака он может дать неубедительные или даже ложноотрицательные результаты.
Ручка MasSpec работает, анализируя метаболиты, небольшие молекулы, вырабатываемые всеми клетками. Рак продуцирует специфические метаболиты, которые можно определить с помощью масс-спектрометра пера. Когда устройство закончит чтение, на экране компьютера появятся слова «рак» или «нормальный». Для некоторых видов рака устройство также сообщит хирургу о конкретном подтипе.
Исследование было опубликовано в этом месяце в журнале Science Translational Medicine .
Пока MasSpec Pen был протестирован только на тканях в лаборатории. Команда начнет испытания на людях в 2018 году.
«Мы до сих пор не доказали, что он будет работать в операционной», - говорит Сулиберк.
Внедрение нового устройства в стерильную зону операционной является сложной логистической задачей: куда оно идет по отношению к другим элементам оборудования? Где вы положили источник питания? Как его можно очистить, чтобы гарантировать, что он не содержит микробов? И тогда, конечно, есть более важный вопрос: будет ли он работать так же, как и в случае с живыми пациентами, с тканями в лаборатории?
После завершения всех испытаний, даже с оптимальными результатами, пройдет еще как минимум несколько лет, прежде чем MasSpec Pen будет готов к использованию в реальной операционной комнате. Исследователи и UT Austin подали заявки на патенты на технологию.
Но если он окажется успешным в испытаниях, это может быть «переломным моментом», говорит Сулибурк.
«Мы меняем то, что было сделано в хирургии в течение полувека», - говорит он. «Я думаю, что изобретение Харви Кушинга электрокоагуляции почти 100 лет назад - это последнее, что было настолько революционным, насколько это возможно».
