Próxima generación: Eliminar el cáncer
Tumores en una sección de tejido de la piel.WIKIMEDIA, LWozniak & KWZielinskiEl dispositivo: A menudo, la mejor manera de librar a los pacientes del cáncer es extirpar el tumor en sí, pero esta estrategia corre el riesgo de eliminar el tejido sano junto con el maligno. Los cirujanos que esperan extraer tumores sin cortar el tejido sano envían muestras a los patólogos para su análisis, un proceso que puede llevar más de media hora y que a menudo se requiere varias veces durante la cirugía. Pero ahora, según un informe publicado hoy (17 de julio) en Science Translational Medicine, los investigadores han utilizado con éxito la espectrometría de masas para distinguir entre tejido sano y canceroso en el quirófano, brindando a los cirujanos información sobre el tejido que están considerando extirpar.
«Creo que es la primera vez que se usa la espectrometría de masas de esta manera» para brindar información en tiempo real sobre muestras biológicas en humanos, dijo Zheng Ouyang, ingeniero biomédico de la Universidad de Purdue, que no participó en el…
Los investigadores, dirigidos por Zoltn Takts, químico analítico del Imperial College London, crearon un dispositivo al que denominaron iKnife ( para bisturí inteligente), que transmite el humo generado por herramientas quirúrgicas calientes a un espectrómetro de masas para un análisis casi instantáneo. Después de probar el dispositivo en ratones en 2010, Takts y su equipo estaban listos para dar el salto a pacientes humanos.
Novedades: aunque el análisis de espectrometría de masas de muestras de tumores no es nada nuevo, y muchos investigadores están trabajando en el diseño de aplicaciones biomédicas basadas en especificaciones de masas, la técnica ha sido difícil de llevar a los quirófanos porque las muestras biológicas deben ionizarse antes de que el espectrómetro de masas pueda leerlas. Los cirujanos también se opusieron a la noción de equipo adicional en la sala de operaciones, que temían que interfiriera con las cirugías que habían perfeccionado, explicó, quien colaboró en el estudio actual con el químico biológico Jeremy Nicholson, también en el Imperial College de Londres.
Pero Takts y la primera autora, Jlia Balog, tuvieron una idea intrigante: los cirujanos usan bisturíes que generan una corriente eléctrica que chamusca el tejido que están cortando, creando humo lleno de moléculas ya ionizadas que podrían introducirse en un espectrómetro de masas. ¿Qué pasaría si los cirujanos pudieran usar ese humo para analizar la composición del tejido?
El iKnife, un pequeño dispositivo que se conecta al extremo del bisturí electroquirúrgico de un cirujano, inhala parte del humo e inmediatamente lo envía a analizarse en un espectrómetro de masas cercano. Después de compilar una base de datos de más de 3000 perfiles de lípidos de muestras de tejido tumoral y sano, Balog y el equipo probaron su método en el quirófano. Al comparar los espectros de tejido con su base de datos y el diagnóstico de un experto patólogo, los investigadores encontraron que su técnica podía identificar consistentemente tejido canceroso entre muestras sanas: tenía una tasa impresionantemente baja de falsos positivos, alrededor del 3,5 por ciento, y de falsos negativos, del 2,3 por ciento. Los investigadores pudieron incluso distinguir entre diferentes tipos de tumores.
El mayor logro es lograr que el experimento se realice en un entorno clínico o quirúrgico, dijo R. Graham Cooks, químico analítico de la Universidad de Purdue que también tiene como objetivo diseñar un herramienta basada en espectrometría de masas para ayudar a los cirujanos, pero no participó en el proyecto.
La importancia: El nuevo dispositivo podría ayudar a agilizar el proceso quirúrgico al brindar a los cirujanos información inmediata sobre el tejido. están tratando, señaló Ouyang. Además, debido a que la técnica de espectrometría de masas acoplada a iKnife puede analizar muestras sin modificar previamente el tejido, evita los riesgos inherentes a otras estrategias de visualización, como los efectos secundarios que pueden surgir con los tintes fluorescentes inyectados, señaló Takts.
El trabajo también es parte de un cambio de paradigma en la histología, explicó. En el futuro, Takts predice que los tejidos se definirán por su huella metabolómica en lugar de las características medidas por el ojo humano.
Necesita mejorar: por muy prometedora que sea la técnica, advirtió Cooks que aún no está listo para reemplazar a un patólogo. Además de brindar información más detallada sobre un tumor en particular, un patólogo a menudo puede hacer un pronóstico que el bioanálisis basado en espectrometría de masas todavía no puede hacer. Dichas técnicas deben ir desde el diagnóstico hasta el pronóstico, explicó.
En el futuro, agregar diferentes moléculas a sus perfiles permitirá al equipo de Taktss hacer distinciones más finas entre los tipos de tejido, dijo Gary Siuzdak, químico de The Scripps Research Institute, que se centra en la metabolómica y no participó en el estudio. Además, Ouyang predijo que los espectrómetros de masas se miniaturizarán para parecerse a cualquier equipo común que se vea en la sala de operaciones, en lugar de un gigante de laboratorios de investigación.
Mientras tanto, los investigadores ya están planeando estudios para examinar cómo su técnica afecta los resultados quirúrgicos, como el tiempo total de cirugía, la tasa de recurrencia del tumor y la cantidad de tejido sano que se conserva.
J. Balog et al., Identificación intraoperatoria de tejidos mediante espectrometría de masas de ionización por evaporación rápida, Science Translational Medicine, 5:194ra93, 2013.
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