Nanotechnologia

Rak jajnika jest zwykle diagnozowany dopiero w zaawansowanym stadium. Większość pacjentek przechodzi operację  usunięcia guzów, ale niektóre są tak małe i rozpowszechnione, że trudno je wyeliminować. Naukowcy z MIT, współpracując z chirurgami i onkologami ze szpitala Massachusetts General Hospital (MGH), opracowali sposób na poprawę dokładności tej operacji.

Używając nowatorskiego systemu obrazowania fluorescencyjnego, byli w stanie znaleźć i usunąć guzy o wielkości zaledwie 0,3 milimetra podczas operacji myszy. Myszy, które przeszły operację z użyciem takiego obrazowania, przeżyły o 40% dłużej niż te, u których usunięto guzy tradycyjnie.

„To, co jest miłe w tym systemie, to fakt, że pozwala na uzyskanie w czasie rzeczywistym informacji o rozmiarze, głębokości i rozmieszczeniu guzów” – mówi Angela Belcher, profesor ds. Inżynierii biologicznej i materiałoznawstwa w MIT, członek Instytutu Kocha dla Integracyjnych Badań nad Rakiem.

Naukowcy ubiegają się o zgodę FDA na badanie kliniczne w celu przetestowania systemu obrazowania u ludzi. W przyszłości mają nadzieję dostosować system do monitorowania pacjentów z ryzykiem nawrotu nowotworu, a ostatecznie do wczesnego diagnozowania raka jajnika. Belcher i Michael Birrer, dyrektor O’Neal Comprehensive Cancer Center na University of Alabama w Birmingham, są starszymi autorami badania. Głównymi autorami artykułu są Neelkanth Bardhan, członek Międzynarodowego Instytutu Onkologii Mazumdar-Shaw w Instytucie Kocha oraz Lorenzo Ceppi, naukowiec z MGH.

Świecące guzy

Rak jajnika to jeden z najtrudniejszych rodzajów raka, ponieważ nie ma dobrego sposobu na wykrycie we wczesnym stadium. W USA pięcioletni wskaźnik przeżycia dla raka jajnika wynosi 47%, a to niewielka poprawa od 38% trzydzieści lat temu. Natomiast pięcioletni współczynnik przeżycia dla raka piersi stale się poprawiał, z około 75% w latach 70. do ponad 90% obecnie.

„Rozpaczliwie potrzebujemy lepszych terapii, w tym chirurgii, dla pacjentów (z rakiem jajnika)”, mówi Birrer. Belcher i Birrer połączyli siły, aby pracować nad tym problemem za pośrednictwem projektu Bridge. Bridge jest współpracą między Instytutem Kocha i Dana-Farber/Harvard Cancer Center. Zespół Belchera opracowuje nowatorski rodzaj obrazowania medycznego w oparciu o światło w widmie bliskiej podczerwieni (NIR). W marcu poinformowała, że ​​ten system obrazowania może osiągnąć bezprecedensową kombinację rozdzielczości i głębokości penetracji w żywej tkance.

W badaniu Belcher, Birrer i ich współpracownicy pracowali nad dostosowaniem obrazowania NIR, aby pomóc chirurgom zlokalizować guzy podczas operacji jajnika. Celem było zapewnienie ciągłego obrazowania brzucha w czasie rzeczywistym, z guzami wyróżnionymi fluorescencją. Aby uwidocznić guzy, naukowcy zaprojektowali sondy chemiczne wykorzystujące jednościenne nanorurki węglowe, które emitują światło fluorescencyjne, gdy są oświetlane laserem. Powlekali te nanorurki peptydem, który wiąże się ze SPARC, białkiem, które ulega nadekspresji przez wysoce inwazyjne komórki raka jajnika. Ta sonda wiąże się z nowotworami i sprawia, że ​​fluoryzują przy długościach fali NIR. To z kolei umożliwia chirurgom łatwiejsze ich odnalezienie za pomocą obrazowania fluorescencyjnego.

„Nie można trzymać pacjenta w maszynie do tomografii komputerowej lub rezonansu magnetycznego i jednocześnie zlecić chirurgowi operację usuwania zgrubień. Nie można też narażać pacjenta na promieniowanie rentgenowskie przez wiele godzin. Ten system obrazowania pozwala nam to robić w bezpieczny sposób” – mówi Bardhan.

Obserwacja pacjentów

W przypadku większości pacjentów z rakiem jajnika po zabiegu chirurgicznym usuwania guza następuje chemioterapia, więc naukowcy planują teraz przeprowadzić kolejne badanie, w którym będą leczyć myszy chemioterapią po zabiegu chirurgicznym z wykorzystaniem obrazowania, w nadziei na zapobiegnięcie rozprzestrzeniania się drobnych guzów.

Teraz, gdy udowodnili, że ta koncepcja może być z powodzeniem zastosowana do obrazowania podczas operacji, naukowcy mają nadzieję rozpocząć adaptację systemu do stosowania u ludzi. „W zasadzie jest to całkiem możliwe”, mówi Siegel. „W tym momencie jest to wyłącznie mechanika i finansowanie, ponieważ ten eksperyment z wykorzystaniem myszy może okazać się trudniejszy niż zbudowanie systemu na skalę człowieka”.

Naukowcy mają również nadzieję na wdrożenie tego typu obrazowania do monitorowania pacjentów po zabiegu chirurgicznym i ostatecznie do opracowania go jako narzędzia diagnostycznego do badań przesiewowych kobiet z wysokim ryzykiem rozwoju raka jajnika.

„Obecnie koncentrujemy się na opracowaniu technologii umożliwiającej wczesne diagnozowanie raka jajnika, zanim guzy się rozpowszechnią po organizmie” – mówi Belcher. „To może mieć ogromny wpływ na wskaźniki przeżycia, ponieważ przeżycie jest związane z etapem wykrywania”.

Źródło artykułu

Redaktor: Wiktoria Kurczak