W 2015 r. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) odnotowała 8,8 miliona zgonów w następstwie choroby nowotworowej. Rocznie notuje się ponad 14 milionów nowych przypadków zachorowań, a szacunkowo liczba ta wzrośnie o 70% w ciągu następnych dwóch dekad. Statystyki nie uwzględniają oczywiście przypadków z krajów słabo rozwiniętych, gdzie najczęściej nie ma możliwości postawienia prawidłowej diagnozy, nie wspominając już o odpowiednim leczeniu. Z tego względu, każda nowa technologia pozwalająca na walkę z tym niebezpiecznym przeciwnikiem daje nadzieję chorym oraz ich rodzinom.
"Długopis" odróżni tkanki
Tego typu technologią jest urządzenie o nazwie MasSpec Pen, opracowane na University of Texas w Austin. Ale zanim przyjrzymy się jego działaniu, zastanówmy się gdzie występuje największy problem podczas operacji chirurgicznych mających na celu usunięcie tkanki nowotworowej. Jak mówi dr Livia Eberlin (szef zespołu badawczego, który opracował MasSec Pen), sami pacjenci zdają sobie sprawę z umiejscowienia problemu, gdyż często z ich ust słychać po operacji słowa: „mam nadzieję, że chirurg wyciął wszystko”. I właśnie słowo wszystko stanowi sedno sprawy.
Okazuje się, że podczas operacji wcale nie jest łatwo odróżnić tkankę zdrową od tkanki nowotworowej. Oczywiście istnieją techniki diagnostyczne, które w najtrudniejszych przypadkach pomagają, ale niestety dzieje się to za cenę czasu. Najczęściej granicę między zdrową a chorą tkanką odróżnia się obecnie za pomocą metody zwanej kriosekcją (Frozen Section Analisys). Mówiąc w uproszczeniu, polega ona na pobraniu tkanki i jej zamrożeniu często w obecności substancji (tzw. kiroprotetyków) zapobiegających uszkodzeniom komórek przez formujące się kryształki lodu. Następnie patolog interpretuje wynik, co łącznie z przygotowaniem próbki zajmuje najczęściej około 30 minut. A w przypadku operacji czas jest dobrem bezcennym ze względu na rosnące ryzyko infekcji oraz niepożądanych efektów długotrwałej narkozy. Na domiar złego szacunki mówią, że od 10 do 20% wszystkich próbek poddanych analizie metodą kriosekcji nie daje się poprawnie zinterpretować.
Jak to działa?
I tu z pomocą przychodzi wynalazek zespołu z Texasu. MasSec to niewielkich rozmiarów urządzenie podobne do długopisu, połączone za pomocą polimerowej rurki ze spektrometrem masowym. Działanie urządzenia jest bardzo proste. Każda komórka żywego organizmu, czy to zdrowa, czy nowotworowa, produkuje i uwalnia na zewnątrz metabolity (różnego rodzaju związki chemiczne). Metabolity te są charakterystyczne dla każdego rodzaju komórki i pozwalają na odróżnienie komórki zdrowej od nowotworowej. Co więcej, jak sugerują pomysłodawcy - pozwalają rozróżnić między sobą inne rodzaje nowotworów.
Chirurg podczas operacji dotyka tkanki „długopisem” uwalniającym malutką kroplę wody, zwilżając nią badaną tkankę. Metabolity transportowane są do kropli, a następnie kropla zasysana jest przez długopis i kierowana do spektrometru masowego. Ten z kolei określa skład metabolitów, który dla danej komórki jest charakterystyczny niczym odcisk palca. Największa zaleta? Czas. Cały proces zajmuje 10 sekund. Dodatkowo system charakteryzuje się dużą skutecznością. Pierwsze analizy przeprowadzone były na 253 próbkach ludzkiej tkanki i wykazały identyfikację nowotworów na poziomie 96,3%. A przypomnijmy, że to dopiero początek badań i testów urządzenia.
Wszystkich zainteresowanych odsyłam do publikacji: “Nondestructive tissue analysis for ex vivo and in vivo cancer diagnosis using a handheld mass spectrometry system” Livia S. Eberlin, et al,. DOI: 10.1126/scitranslmed.aan3968 lub na stronę Uniwersytetu Texas.
