Взгляд хирурга на раковые клетки яичников с нацеленным на опухоль флуоресцентным агентом визуализации и без него. (Изображение любезно предоставлено Филипом Лоу)
Первая операция под контролем флуоресценции у пациентки с раком яичников была проведена с использованием раковой клетки "самонаводящееся устройство" и агент визуализации, созданный исследователем из Университета Пердью.
Операция была одной из 10, проведенных в рамках первой фазы клинических испытаний по оценке новой технологии, помогающей хирургам удалить злокачественную ткань у пациентов с раком яичников. Метод освещает раковые клетки, чтобы помочь хирургам идентифицировать и удалять более мелкие опухоли, которые в противном случае можно было бы пропустить.
Филип Лоу, Ральф С. Заслуженный профессор химии, который изобрел эту технологию, сказал, что хирурги могли видеть скопления раковых клеток размером всего одну десятую миллиметра, в отличие от прежнего среднего минимального размера кластера в 3 миллиметра в диаметре, основанного на современных методах визуализации. и тактильное обнаружение.
Показана операция под контролем флуоресценции у пациентки с раком яичников.
"Общеизвестно, что рак яичников трудно обнаружить, и этот метод позволил хирургам обнаружить опухоль в 30 раз меньше самой маленькой, которую они могли обнаружить с помощью стандартных методов," Низкий сказал. "Резко улучшая обнаружение рака – буквально зажигая его – значительно улучшается удаление рака."
Этот метод прикрепляет флуоресцентный агент визуализации к модифицированной форме витамина фолиевой кислоты, которая действует как "самонаводящееся устройство" искать и прикреплять к раковым клеткам яичников. Пациентам вводят комбинацию за два часа до операции и специальную систему камер, называемую мультиспектральной флуоресцентной камерой, которая затем освещает раковые клетки и отображает их местоположение на мониторе с плоским экраном рядом с пациентом во время операции.
Хирурги, участвовавшие в этом исследовании, сообщили об обнаружении в среднем 34 опухолевых отложений с использованием этой техники по сравнению со средним числом семи опухолевых отложений с использованием только визуальных и тактильных наблюдений. Документ с подробным описанием исследования был опубликован онлайн в воскресенье (сентябрь. 18) в медицине природы.
Гуитцен ван Дам, профессор и хирург из Университета Гронингена в Нидерландах, где проводились операции, сказал, что система визуализации хорошо вписывается в текущую хирургическую практику.
"Эта система очень проста в использовании и идеально подходит для того, чтобы хирурги проводили открытые и лапароскопические операции, а именно в этом направлении будет развиваться большинство хирургических операций в будущем," – сказал ван Дам, хирург отделения хирургической онкологии и Центра биооптической визуализации в Университете Гронингена. "Я думаю, что эта технология революционизирует хирургическое зрение. Я предвижу, что за очень короткое время это станет новым стандартом в онкологической хирургии."
Исследования показали, что чем меньше остается раковой ткани, тем легче химиотерапии или иммунотерапии подействовать, – сказал Лоу.
"При раке яичников ясно, что чем больше опухолей вы сможете удалить, тем лучше прогноз для пациента," он сказал. "Вот почему мы решили начать с рака яичников. Казалось, что это лучшее место, чтобы начать менять жизнь людей к лучшему."
Сосредоточившись на удалении злокачественной ткани, а не на оценке результатов для пациента, Лоу резко сократил время, необходимое для завершения клинического исследования.
"На самом деле мы стремимся к лучшему результату для пациентов, но если бы мы вместо этого спроектировали клиническое испытание для оценки влияния флюоресцентной хирургии на продолжительность жизни, нам пришлось бы наблюдать за пациентами в течение многих лет," он сказал. "Вместо этого оценивая, можем ли мы идентифицировать и удалить больше злокачественной ткани с помощью флуоресцентной визуализации, мы можем количественно оценить влияние этого нового подхода в течение двух часов после операции. Мы надеемся, что это позволит одобрить технологию для общего использования в гораздо более короткие сроки."
Лоу и его команда сейчас договариваются о сотрудничестве с клиникой Мэйо для следующего этапа клинических испытаний.
Технология основана на открытии Лоу, что фолиевую кислоту или фолиевую кислоту можно использовать как троянский конь для проникновения визуализирующего агента или лекарства в раковую клетку. Большинству раковых клеток яичников требуется большое количество витамина для роста и деления, а специальные рецепторы на поверхности клетки захватывают витамин и все, что с ним связано, и втягивают его внутрь. По его словам, не все раковые клетки экспрессируют рецептор фолиевой кислоты, и необходим простой тест, чтобы определить, экспрессирует ли конкретный рак конкретного пациента рецептор в достаточно больших количествах, чтобы методика сработала.
Рак яичников имеет один из самых высоких показателей экспрессии рецепторов фолиевой кислоты – около 85 процентов. По его словам, примерно в 80% случаев рака эндометрия, легких и почек и в 50% случаев рака молочной железы и толстой кишки этот рецептор экспрессируется.
Low также исследует нацеленные молекулы, которые можно использовать для переноса прикрепленных агентов визуализации или лекарств к формам рака, не имеющим рецепторов фолиевой кислоты.
Затем он планирует разработать красный флуоресцентный агент визуализации, который можно увидеть сквозь кожу и глубоко в теле. Текущий агент использует зеленый краситель, который уже прошел процесс утверждения для использования у пациентов, но его нелегко увидеть, когда он присутствует глубоко в тканях. В зеленом свете используется относительно короткая длина волны, что ограничивает его способность проходить через тело, тогда как более длинные волны красного флуоресцентного красителя можно легко увидеть сквозь ткани.
"Мы хотим видеть глубже ткани, за пределами поверхности," Низкий сказал. "У разных видов рака есть опухоли с разными характеристиками, а некоторые ветвятся и извиваются все глубже в ткани. Мы продолжим развивать эту технологию и вносить улучшения, которые помогут больным раком."
Помимо Лоу и ван Дама, авторами статьи являются Джордж Темелис, Афанасиос Сарантопулос и Василис Нциахристос из Института биологической и медицинской визуализации при Техническом университете Мюнхена в Германии; Люсия Крейн, Нильс Харлаар, Рик Плейхейс, Венди Келдер и Йоханнес де Йонг из отделения хирургической онкологии Центра биооптической визуализации Университета Гронингена; Генриетта Артс и Ате ван дер Зее из отделения гинекологической онкологии Университета Гронингена; и Йост Барт из отделения патологии и молекулярной биологии Университетского медицинского центра Гронингена.
Лоу – главный научный сотрудник Endocyte Inc., компания из Парка исследований Purdue, которая разрабатывает терапевтические препараты, нацеленные на рецепторы, для лечения рака и аутоиммунных заболеваний. Endocyte владеет лицензией на технологию нацеливания на рецепторы фолиевой кислоты и передает эту технологию новой компании под названием OnTarget.
Нциахристос возглавлял команду в Техническом университете Мюнхена, которая разработала систему камеры. Начинающая компания SurgOptix BV работает над коммерциализацией системы камер.