Gdzie kończy się guz, a zaczyna zdrowa tkanka?

Chirurgia wspomagana fluorescencją opiera się na działaniu sondy, która pozwala wizualizować chorą tkankę, dzięki czemu łatwiej odróżnić ją od zdrowych komórek, nie pominąć jednocześnie małych zmian nowotworowych i przede wszystkim nie pozostawiać komórek rakowych na marginesach operowanych miejsc, których obecność jest główną przyczyną nawrotu guza. Na czym polega innowacyjność sprayu, który pozwala „świecić" krawędziom guza podczas operacji?

Jeżeli chirurgowi uda usunąć się cały guz, rokowania pooperacyjne dla pacjenta są lepsze. Naukowy opracowali środek, który rozświetla tkankę nowotworową, dzięki czemu można ją łatwiej rozpoznać. Uczeni są zdania, że lepsza wizualizacja ułatwi podejmowanie decyzji klinicznych i sprawi, że usuwania tkanki nowotworowej wraz z marginesem stanie się skuteczniejsze. Wyniki ich pracy ukazały się w czasopiśmie naukowym „ACS Sensors”.

Jak powstawał „spray przeciwnowotworowy”?

Ching-Asuan Tung i jego współpracownicy opracowali znacznik CypH-11, który jest prawie niewidoczny przy neutralnym pH zdrowej tkanki, ale fluoryzuje („świeci") w zakresie bliskiej podczerwieni (NIR) w kwaśnym środowisku nowotworów. Ze względu na dość szybkie tempo wzrostu komórki rakowe mają wyższe zapotrzebowanie na energię. W przeciwieństwie do normalnych komórek wytwarzających pirogronian, produkują kwas mlekowy, co przynosi skutek w postaci obniżenia pH wokół nich.

Wyjściowy związek łączył grupę aminową wrażliwą na pH z fluoroforem cyjaniny. Działał bardzo dobrze po wstrzyknięciu, ale nie wytwarzał sygnału po zastosowaniu jako spray, co było głównym celem projektu. Zespół dokonał pewnych specyficznych zmian w składzie chemicznym produktu, co umożliwiło przekształcenie go w spray fluorescencyjny. Naukowcy zastąpili niektóre z grup metylowych grupami izopropylowymi, a to poprawiło jego wrażliwość. Zdecydowano wówczas przeprowadzić test na organizmie myszy, u której zdiagnozowano guza. Po kilku minutach od rozpylenia sprayu ujrzano „świecące" krawędzie chorego obszaru.

Dowiedz się więcej o badaniu eGFR, oceniającym wydolność nerek.

Chirurgia wspomagana fluorescencją

Pierwsze zastosowanie obrazowania fluorescencyjnego w chirurgii sięga 1948 roku. Lekarze dożylnie podawali pacjentom fluoresceinę w celu wzmocnienia widoczności nowotworów wewnątrzczaszkowych. Od tego czasu środki uwidaczniające były wykorzystywane w chirurgii coraz częściej.

Sukcesy kliniczne, które wiązały się ze wdrożeniem chirurgii sterowanej fluorescencją, sprawiły, że w ostatnim czasie nastąpił prawdziwy rozwój i wzrost popularności tej techniki obrazowania chirurgicznego. Była ona stosowana w leczeniu m.in. czerniaka, raka jajnika, raka piersi oraz raka płuc. Obecnie więcej badań klinicznych koncentruje się na metodach wykorzystujących fluorescencję.

Chirurgia wspomagana fluorescencją – zalety

Chirurgia wspomagana fluorescencją (FGS, ang. Fluorescence-Guided Surgery) zapewnia obrazowanie w czasie rzeczywistym podczas operacji. Technika ta opiera się na działaniu sondy, która pozwala wizualizować chorą tkankę, dzięki czemu łatwiej odróżnić ją od zdrowej, nie pominąć małych zmian nowotworowych i przede wszystkim nie pozostawiać komórek rakowych na marginesach operowanych miejsc, których obecność jest główną przyczyną nawrotu guza.

Wskaźniki pozytywności marginesu chirurgicznego, czyli pasma zdrowych tkanek, które wycina się wraz z fragmentem nieprawidłowych, mogą sięgać 60%. Technologia wykorzystująca znakowanie fluorescencyjne jest bardziej efektywnym rozwiązaniem niż czasochłonna śród operacyjna analiza histopatologiczna próbki tkanki i zdecydowanie dokładniejsza niż tradycyjnie wykonywane przez lekarzy badanie palpacyjne.

Metoda FGS jest też znacznie tańsza i łatwiejsza niż konwencjonalne techniki obrazowania, takie jak tomografia komputerowa (CT), rezonans magnetyczny (MRI) czy pozytonowa tomografia emisyjna (PET), z których korzysta się przed operacją. Pomimo że są one bardzo skuteczne, to nadal istnieje pewien zakres błędu w określaniu wskaźnika pozytywności marginesu chirurgicznego.