Система визуализации помогает хирургам удалять крошечные опухоли яичников

Рак яичников обычно диагностируют только на поздней стадии, когда множество опухолей распространилось по брюшной полости. Хирурги стараются удалить как можно больше опухолей (операция называется циторедуктивной), но некоторые из них настолько малы и распространены, что ликвидировать все невозможно.

Исследователи из MIT совместно с хирургами и онкологами Массачусетской больницы общего профиля (MGH) разработали способ повысить точность этой операции. С помощью новой системы флуоресцентной визуализации во время операции на мышах им удавалось находить и удалять опухоли размером до 0.3 миллиметра — меньше макового зерна. Мыши, перенесшие такую операцию с визуальным контролем, жили на 40% дольше, чем те, кому опухоли удаляли без этой системы.

"Прелесть этой системы в том, что она позволяет получать информацию в реальном времени о размере, глубине и распределении опухолей", — говорит Анджела Белчер, профессор биологической инженерии и материаловедения MIT.

Исследователи сейчас добиваются одобрения FDA для клинических испытаний фазы 1, чтобы протестировать систему на пациентах. В будущем они надеются адаптировать систему для наблюдения за пациентами с риском рецидива и, в конечном итоге, для ранней диагностики рака яичников.

Старшими авторами исследования, опубликованного в журнале ACS Nano, являются Анджела Белчер и Майкл Биррер.

Светящиеся опухоли

Рак яичников — один из самых сложных в лечении видов рака из-за отсутствия хороших методов ранней диагностики. Из 250 000 новых случаев, диагностируемых ежегодно в мире, 75% обнаруживаются на поздней стадии. В США пятилетняя выживаемость при всех стадиях рака яичников составляет 47%, что лишь немногим лучше, чем 38% три десятилетия назад.

"Нам отчаянно нужны более эффективные методы первичного лечения, включая хирургию, для этих пациентов", — говорит Биррер.

В новом исследовании команда адаптировала метод визуализации в ближнем инфракрасном (NIR) диапазоне, чтобы помочь хирургам находить опухоли во время операции. Чтобы сделать опухоли видимыми, исследователи создали зонды на основе одностенных углеродных нанотрубок, которые флуоресцируют при освещении лазером. Нанотрубки покрыли пептидом, который связывается с белком SPARC, сверхэкспрессируемым агрессивными клетками рака яичников.

Испытания на мышах с имплантированными в брюшную полость опухолями показали, что хирурги с помощью системы могли находить и удалять опухоли размером 0.3 мм. Через 10 дней после операции у этих мышей не было обнаруживаемых опухолей, в то время как после традиционной операции многие мелкие опухоли оставались.

Через три недели после операции с визуализацией у многих мышей опухоли отросли вновь, но их медиана выживаемости все равно была на 40% выше, чем у мышей после традиционной операции.

"Вы не можете поместить пациента в КТ или МРТ-аппарат и одновременно проводить длительную хирургическую операцию, и нельзя подвергать пациента рентгеновскому излучению часами. Эта оптическая система визуализации позволяет нам делать это безопасно", — говорит Нилкант Бардхан, ведущий автор исследования.

Наблюдение за пациентами

После циторедуктивной операции большинство пациентов с раком яичников проходят химиотерапию. Исследователи теперь планируют изучить комбинацию операции с визуализацией и последующей химиотерапией на мышах, чтобы предотвратить распространение оставшихся микроскопических опухолей.

"Мы знаем, что объем опухоли, удаленной во время операции у пациентов с поздней стадией рака яичников, напрямую коррелирует с исходом. Это устройство позволит хирургу выйти за пределы удаления опухолей, видимых невооруженным глазом", — говорит Биррер.

Исследователи надеются адаптировать систему для использования на пациентах, а в перспективе — для наблюдения после операции и, в конечном итоге, для диагностики у женщин с высоким риском развития рака яичников.

"Сейчас наша главная задача — разработать технологию для диагностики рака яичников на ранней стадии, 1 или 2, до распространения болезни. Это может оказать огромное влияние на выживаемость", — говорит Белчер.