Un team di scienziati e ingegneri dell'Università del Texas (UT) di Austin ha ha inventato un dispositivo penna in grado di identificare con precisione il tessuto canceroso in soli 10 secondi. La penna MasSpec aiuterà i chirurghi a individuare il tessuto canceroso durante l'intervento chirurgico, in modo da sapere dove tagliare o conservare.  

"Uno dei problemi reali nella chirurgia del cancro sta stabilendo i margini di dove tagliare", ha detto Thomas Milner, collaboratore di progetto e professore di ingegneria biomedica presso UT Austin. "Non vogliono rimuovere troppo tessuto, ma vogliono assicurarsi di ottenere il cancro fuori. Così, l'implicazione della tecnologia è che possa stabilire meglio i margini tumorali per la rimozione del tessuto tumorale ".

La ricerca è pubblicata in Science Translational Medicine.

Il metodo attuale per la diagnosi del cancro e l'identificazione delle regioni cancerose durante l'intervento chirurgico richiede minuti di 30 ed è a volte impreciso.

"Per fare una determinazione assoluta se un tessuto è canceroso, la procedura è quella di prendere una piccola parte del tessuto, una biopsia, fuori della regione di interesse e di inviare il tessuto al laboratorio di patologia in cui il tessuto viene trasformato, tagliato in pezzi e mettere su diapositive ", ha detto Milner.

Questa procedura aumenta il rischio di infezione del paziente e gli effetti negativi dell'anestesia. Per alcuni tipi di cancro, questo metodo è stato dimostrato inefficiente e ha mostrato risultati non affidabili in 10 a 20 per cento dei casi.

Al contrario, la penna MasSpec richiede solo 10 secondi e ha dimostrato affidabilità. Nelle prove 253 su pazienti affetti da tumore umano, la penna ha identificato rapidamente il cancro con la precisione di percentuale di 96.

La penna MacSpec è anche non invasiva. Funziona semplicemente toccando la punta al tessuto interrogato e premendo un pedale per inviare le informazioni molecolari raccolte dalla penna per essere valutate dal software chiamato classificatore statistico.

Quando il test è completo, le parole "Normale" o "Cancro" compariranno rapidamente sullo schermo del computer. E per alcuni tipi di tumori con vari tipi, come il cancro ai polmoni, potrebbe anche apparire il nome del sottotipo.

Per formare il software per elaborare il tessuto toccato dalla penna, il team ha raccolto campioni di tessuto umano 253. Questi campioni comprendono tessuti sani e cancerosi da seni infetti, polmoni, tiroidi e ovaie.

Una volta che la penna tocca l'area del tessuto, rilascia una goccia d'acqua. Poi, piccole molecole si spostano dal tessuto nell'acqua. Quel campione d'acqua viene spinto in un dispositivo chiamato spettrometro di massa, che genera un raggruppamento di migliaia di molecole chiamate impronte molecolari. Quindi l'impronta viene testata per specificare la regione cancerosa.

"Poiché i metaboliti del cancro e le cellule normali sono così diverse, estraiamo e analizziamo con la penna MasSpec per ottenere un'impronta molecolare del tessuto" Livia Schiavinato Eberlin, assistente di chimica di UT Austin e progettista dello studio, ha detto in una dichiarazione. "Quello che è incredibile è che attraverso questo processo chimico semplice e dolce, la penna MasSpec fornisce rapidamente informazioni diagnostiche molecolari senza causare danni ai tessuti".

La chirurgia per la rimozione del cancro è un processo delicato. Mentre è fondamentale rimuovere tutto il cancro, può anche essere molto dannoso per il paziente se troppo tessuto sano viene rimosso. Nel caso di pazienti affetti da tumore al seno, ad esempio, la rimozione del tessuto in eccesso può causare dolore tremendo e possibili danni al nervo. Per i pazienti affetti da tumore alla tiroide, una rimozione di un eccesso di tessuto sano potrebbe provocare la perdita del discorso o la capacità di regolare i livelli di calcio del corpo, che sono cruciali per una efficace funzionalità muscolare e nervosa.

È quindi naturale che il gruppo di ricerca prenda in considerazione i danni dei tessuti nella progettazione del dispositivo a penna.

"Durante la progettazione della penna MasSpec, abbiamo assicurato che il tessuto rimanga intatto entrando in contatto solo con acqua e la punta plastica della penna MasSpec durante la procedura", ha dichiarato Jialing Zhang, associato alla ricerca presso l'Eberlin Lab di UT Austin. dichiarazione. "Il risultato è un dispositivo medico biocompatibile e automatizzato che siamo così eccitati per tradurre in clinica molto presto".

La penna MacSpec, che è usa e getta, varia in base alla dimensione e alla forma a seconda del tipo di cancro, ma Milner non vede i maggiori ostacoli tecnici che vietano la produzione di massa del dispositivo.

Il team e UT Austin hanno presentato le domande di brevetto americane per proteggere la loro tecnologia e stanno cercando di fare lo stesso in tutto il mondo.