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El bisturí quirúrgico detecta el cáncer
Con la esperanza de ayudar a los oncólogos a extraer cada pieza de tejido tumoral durante la cirugía, los investigadores están desarrollando nuevas herramientas de imágenes que funcionan en tiempo real en el quirófano. Investigadores europeos han demostrado ahora que un instrumento de análisis químico llamado espectrómetro de masas puede acoplarse con un electrobisturí para crear un perfil molecular de tejido durante la cirugía. Los investigadores han demostrado que el método se puede utilizar para trazar diferentes tipos de tejido y distinguir el tejido canceroso. El dispositivo comenzará los ensayos clínicos el próximo mes.
Operación química: Esta máquina usa espectrometría de masas para hacer mapas moleculares de tejido durante la cirugía. Los humos generados por un electrobisturí se aspiran a la máquina a través del tubo en la parte inferior izquierda.
Cuando un cirujano realiza una cirugía de cáncer, no tiene información directa sobre dónde está el tumor, dice Zoltán Takáts, profesor de Universidad Justus-Liebig en Giessen, Alemania. En cambio, los cirujanos confían en las exploraciones por imágenes preoperatorias y en la retroalimentación de los patólogos que examinan las biopsias de tejido bajo un microscopio. Queremos proporcionar una herramienta que esté en sus manos, de modo que si creen que una estructura parece sospechosa, simplemente puedan probarla, dice Takáts.
La espectrometría de masas, un método muy preciso para identificar moléculas mediante el análisis de la relación entre su masa y su carga, ya está siendo utilizado por un puñado de grupos de investigación para estudiar muestras biológicas. Los investigadores han sabido durante muchos años que el tejido tumoral y el tejido sano tienen diferentes perfiles moleculares y que esto puede usarse para diferenciarlos, o incluso para determinar qué tan agresivo es un tumor en particular. Otros grupos de investigación han utilizado la espectrometría de masas para analizar el tejido biopsiado y han demostrado que puede hacer estas diferenciaciones. El problema con el uso de espectrometría de masas en la sala de operaciones es la recolección de muestras. Antes de que las moléculas puedan analizarse, deben ionizarse y aspirarse a la máquina. La creación de iones requiere bombardear una muestra con una corriente de partículas cargadas, a menudo un gas, y estos métodos no son adecuados para la sala de operaciones. Un chorro de nitrógeno de alto voltaje no es compatible con el cuerpo humano, dice Takáts.
Takáts se dio cuenta de que algunas herramientas quirúrgicas de corte, incluidos los electrobisturís, producen iones gaseosos como una especie de producto de desecho que son adecuados para el análisis con espectrometría de masas. Y estos vapores, a menudo llamados humo quirúrgico, ya se acumulan durante la cirugía porque son dañinos para los pulmones. Takáts y sus colaboradores descubrieron que la espectrometría de masas del humo quirúrgico se puede utilizar para hacer un mapa molecular de un tumor. Después de que los vapores se aspiran en el espectrómetro de masas, los productos químicos en la muestra se identifican y se comparan con una base de datos para que el cirujano tenga una lectura. La recopilación y el análisis de una muestra química lleva unos cientos de milisegundos. Podemos dibujar un mapa y decir que esta parte es hígado sano, es decir tejido conectivo, es tejido adiposo, es decir cáncer, dice Takáts.
Este trabajo representa un hito en la aplicación de la espectrometría de masas a la medicina, dice R. Graham cocineros , profesor de química en la Universidad de Purdue que no participó en la investigación.
La espectrometría de masas es solo una de las muchas técnicas de imagen que se están evaluando para su uso durante la cirugía. Otro enfoque consiste en inyectar a un paciente tintes fluorescentes que se unen a las moléculas tumorales y son visibles bajo luz infrarroja. Pero la espectrometría de masas puede proporcionar información más completa sobre los perfiles moleculares de los tejidos. El nuevo sistema no solo proporciona información en tiempo real, sino que también produce una imagen del tumor, utilizando información química, que también podría ayudar a guiar el cuidado posoperatorio. El generador de imágenes podría, por ejemplo, revelar una forma de cáncer particularmente agresiva, y esta información podría orientar a los oncólogos a recetar el medicamento correcto.
Cooks está desarrollando un tipo diferente de sistema de espectrometría de masas para el análisis de tejidos. Su sistema, llamado DESI, requiere rociar una neblina de partículas cargadas sobre el tejido, pero puede analizar una gama más amplia de moléculas y podría proporcionar información más detallada. La técnica de Takáts toma muestras principalmente de las moléculas grasas llamadas lípidos que forman las membranas celulares.
Hasta ahora, los investigadores alemanes han probado el sistema quirúrgico de espectrometría de masas en varios animales, incluidos roedores, con cáncer. El grupo también está trabajando con veterinarios para usar el bisturí durante las cirugías de extirpación de tumores en perros con tumores naturales. El próximo mes, el dispositivo entrará en ensayos clínicos en humanos, y Takáts está trabajando con Meyer-Haake , una empresa alemana de dispositivos electroquirúrgicos, para desarrollar la maquinaria.
El obstáculo restante más importante para llevar la espectrometría de masas al quirófano puede ser el gasto. Un sistema de electrocirugía cuesta típicamente $ 8,000, mientras que un sistema comercial de espectrometría de masas comienza en $ 120,000. Takáts señala que el mercado de la espectrometría de masas es actualmente muy pequeño, pero la apertura del mercado quirúrgico puede ayudar a reducir los costos. Mediante el uso de instrumentos adaptados al tipo de análisis relevante para el tejido biológico, que no necesita tener un rendimiento tan alto como el de los laboratorios de química, Takáts espera fabricar una máquina que cueste alrededor de 20.000 dólares.