Tecnología e innovación

Sistema de imágenes ayuda a los cirujanos a quitar pequeños tumores de ovario

el cáncer de Ovario se diagnostica por lo general sólo después de que se ha alcanzado una etapa avanzada, con muchos tumores extendió por todo el abdomen. La mayoría de los pacientes se someten a cirugía para extirpar como muchos de estos tumores como sea posible, pero debido a que algunas son tan pequeñas y generalizada, es difícil de erradicar todos ellos.

los Investigadores en el MIT, el trabajo con los cirujanos y oncólogos del Hospital General de Massachusetts (MGH), ahora han desarrollado una manera de mejorar la exactitud de esta cirugía, se llama este tipo de cirugía. Con una novela de fluorescencia de imagen del sistema, que fueron capaces de encontrar y eliminar los tumores tan pequeños como de 0,3 milímetros — más pequeño que una semilla de amapola — durante la cirugía en los ratones. Los ratones a los que sometieron a este tipo de imagen-cirugía guiada sobrevivido a un 40 por ciento más que los que tenían tumores eliminado sin el sistema guiado.

«Lo bueno de este sistema es que permite en tiempo real la información sobre el tamaño, la profundidad y la distribución de los tumores», dice Angela Belcher, el James Mason Artesanías Profesor de Ingeniería Biológica y la Ciencia de los Materiales en el MIT, un miembro de la Koch Institute for Integrative la Investigación del Cáncer, y el recientemente nombrado jefe del MIT, del Departamento de Ingeniería Biológica.

Los investigadores ahora están buscando la aprobación de la FDA para un ensayo clínico de fase 1 para probar el sistema de imagen en pacientes humanos. En el futuro, la esperanza de adaptar el sistema para el seguimiento de los pacientes en riesgo de la recurrencia del tumor, y, finalmente, para el diagnóstico precoz del cáncer de ovario, que es más fácil de tratar si se detecta antes.

Belcher y Michael Birrer, que fue director de médicos de oncología ginecológica en el MGH y ahora el director de la O’Neal Comprehensive Cancer Center de la Universidad de Alabama en Birmingham, son los autores principales del estudio, publicado online en la revista ACS Nano el 22 de abril.

Neelkanth Bardhan, un Mazumdar-Shaw Internacional de Oncología Fellow en el Instituto Koch, y Lorenzo Ceppi, un investigador en el MGH, son los autores principales del documento. Otros autores incluyen MGH investigador YoungJeong Na, el MIT Lincoln Laboratory miembros del personal técnico Andrés Siegel y Nandini Rajan, Robert Fruscio de la Universidad de Milán-Bicocca, y Marcela del Carmen, un oncólogo ginecológico en el MGH y director médico de la General de Massachusetts, los Médicos de la Organización.

Brillante tumores

Debido a que no hay una buena manera de detectar la etapa temprana de cáncer de ovario, es uno de los más difíciles tipos de cáncer a tratar. De 250.000 nuevos casos diagnosticados cada año en todo el mundo, el 75 por ciento se encuentran en una etapa avanzada. En los Estados unidos, los cinco años combinados de la tasa de supervivencia para todas las etapas del cáncer de ovario es de 47 por ciento, sólo una ligera mejora del 38 por ciento de hace tres décadas, a pesar del advenimiento de los fármacos quimioterapéuticos, tales como cisplatino, aprobado por la FDA en 1978 para el tratamiento del cáncer de ovario. En contraste, los cinco años combinados de la tasa de supervivencia para todas las etapas del cáncer de mama ha mejorado en forma constante, de alrededor de 75 por ciento en la década de 1970 a más del 90 por ciento ahora.

«necesitamos desesperadamente mejor por adelantado terapias, incluyendo la cirugía, para estos (cáncer de ovario) de los pacientes,» Birrer, dice.

Belcher y Birrer unieron sus fuerzas para trabajar en este problema a través del Proyecto del Puente, una colaboración entre el Instituto Koch y Dana-Farber/Harvard Centro de Cáncer. Belcher del laboratorio ha sido el desarrollo de un nuevo tipo de imágenes médicas basadas en la luz en el infrarrojo cercano (NIR) del espectro. En un artículo publicado en Marzo, ella reportados que este sistema de imagen podría lograr una combinación sin precedentes de la resolución y la penetración en profundidad en el tejido vivo.

En el nuevo estudio, Belcher, Birrer, y sus colegas trabajaron con investigadores en el MIT Lincoln Laboratory para adaptarse NIR para ayudar a los cirujanos a localizar los tumores de ovario durante la cirugía de cáncer, mediante la prestación continua, en tiempo real de imágenes del abdomen, con tumores destacó por fluorescencia. Análisis previos han demostrado que las tasas de supervivencia son fuertemente se correlaciona inversamente con la cantidad de tumor residual en masa a la izquierda detrás en el paciente durante la cirugía de citorreducción, pero muchos de los tumores de ovario son tan pequeñas u ocultas que los cirujanos no pueden encontrar.

Para hacer que los tumores visibles, los investigadores diseñaron sondas químicas usando solo los nanotubos de carbono de pared que emiten luz fluorescente cuando es iluminado por un láser. Ellos recubiertos de estos nanotubos con un péptido que se une para SPARC, una proteína que se sobreexpresa altamente invasivo de células de cáncer de ovario. Esta sonda se une a los tumores y los hace brillar en NIR longitudes de onda, permitiendo a los cirujanos a encontrar más fácilmente con las imágenes de fluorescencia.

los investigadores probaron Los guiada por imagen del sistema en los ratones que tenían tumores de ovario implantado en la región de la cavidad abdominal conocido como el espacio intraperitoneal, y mostró que los cirujanos fueron capaces de localizar y eliminar los tumores tan pequeños como de 0.3 milímetros. Diez días después de la cirugía, estos ratones no se detectaron tumores, mientras que los ratones que habían sido sometidos a la tradicional, la imagen no-cirugía guiada, había muchos tumores residuales perdidas por el cirujano.

Por tres semanas después de la cirugía, muchos de los tumores se habían vuelto a crecer en los ratones a los que sometieron a la imagen-cirugía guiada, pero los ratones todavía tenían una mediana de supervivencia tasa que fue de 40 por ciento mayor que la de los ratones a los que sometieron a la cirugía tradicional.

Ningún otro sistema de imagen sería capaz de localizar tumores que los pequeños durante un procedimiento quirúrgico, los investigadores dicen.

«no Se puede tener un paciente en una tomografía computarizada de la máquina o en una máquina de resonancia magnética y tiene el cirujano realizar este citorreducción quirúrgica procedimiento al mismo tiempo, y no se puede exponer al paciente a la radiación de rayos X para varias horas de la cirugía. Esta óptica de imágenes basadas en el sistema nos permite hacerlo de una manera segura,» Bardhan, dice.

Alessandro Santín, un profesor de obstetricia y ginecología y el programa de investigación clínica líder en la Yale University School of Medicine, describió los resultados como «intrigante.»

«Estos datos apoyan el uso potencial de este novedoso sistema de imagen en el ajuste intraoperatorio para la óptica de la detección de residuos de tejido maligno en el momento de estadiaje quirúrgico, y/o la cirugía citorreductora en pacientes con cáncer de ovario», dice Santín, que no estuvo involucrado en el estudio.

el Seguimiento de los pacientes

Para la mayoría de los pacientes con cáncer de ovario, el tumor de este tipo de cirugía es la cirugía seguida de quimioterapia, por lo que los investigadores ahora planea hacer otro estudio donde el tratamiento de los ratones con la quimioterapia después de la imagen-cirugía guiada, en la esperanza de prevenir que el resto de los pequeños diseminación de los tumores.

«sabemos que la cantidad de tumor removido en el momento de la cirugía para los pacientes con estadio avanzado de cáncer de ovario se correlaciona directamente con su resultado,» Birrer, dice. «Este dispositivo de proyección de imagen ahora permitirá al cirujano para ir más allá de los límites de la resección de los tumores visibles para el ojo desnudo, y debe marcar el comienzo de una nueva edad de efectivo de la cirugía de citorreducción.»

Ahora que se ha demostrado que este concepto puede ser aplicado con éxito a la imagen durante la cirugía, los investigadores esperan comenzar a adaptar el sistema para su uso en pacientes humanos.

«En principio, es bastante factible,» dijo Siegel. «Es puramente la mecánica y la financiación en este punto, debido a que este ratón experimento sirve la prueba de principio y de hecho puede haber sido más difícil que la construcción de una escala humana del sistema.»

Los investigadores también esperan que para implementar este tipo de imágenes para controlar a los pacientes después de la cirugía, y, finalmente, a desarrollar como una herramienta de diagnóstico para la detección de mujeres con alto riesgo de desarrollar cáncer de ovario.

«Un foco importante para nosotros ahora es desarrollar la tecnología para ser capaz de diagnosticar temprana del cáncer de ovario, en la fase 1 o fase 2, antes de que la enfermedad se encuentra diseminada,» Belcher, dice. «Que podría tener un enorme impacto en las tasas de supervivencia, debido a que la supervivencia está relacionada con la etapa de detección.»

La investigación fue financiada, en parte, por el Proyecto del Puente y el de Koch Instituto Apoyo (core) de la Subvención del Instituto Nacional del Cáncer, con el apoyo previo para el desarrollo del sistema de las Koch Instituto de Investigación de Frontera y el Programa de Kathy y Curt Mármol de Investigación del Cáncer de Fondo.

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