El cáncer de ovario generalmente se diagnostica solo después de haber alcanzado una etapa avanzada, con muchos tumores diseminados por todo el abdomen. La mayoría de las pacientes se someten a cirugía para extirpar la mayor cantidad posible de estos tumores, pero debido a que algunos son tan pequeños y generalizados, es difícilpara erradicarlos a todos.
Los investigadores del MIT, que trabajan con cirujanos y oncólogos en el Hospital General de Massachusetts MGH, ahora han desarrollado una forma de mejorar la precisión de esta cirugía, llamada reducción de volumen. Utilizando un novedoso sistema de imágenes de fluorescencia, pudieron encontrar y eliminar tumorestan pequeños como 0.3 milímetros, más pequeños que una semilla de amapola, durante la cirugía en ratones. Los ratones que se sometieron a este tipo de cirugía guiada por imágenes sobrevivieron un 40 por ciento más que aquellos a quienes se les extirparon tumores sin el sistema guiado.
"Lo bueno de este sistema es que permite información en tiempo real sobre el tamaño, la profundidad y la distribución de los tumores", dice Angela Belcher, profesora James Mason Crafts de Ingeniería Biológica y Ciencia de Materiales en el MIT, miembro deKoch Institute for Integrative Cancer Research, y el recientemente nombrado jefe del Departamento de Ingeniería Biológica del MIT.
Los investigadores ahora están buscando la aprobación de la FDA para un ensayo clínico de fase 1 para probar el sistema de imágenes en pacientes humanos. En el futuro, esperan adaptar el sistema para monitorear pacientes en riesgo de recurrencia tumoral y eventualmente para el diagnóstico temprano de ovariocáncer, que es más fácil de tratar si se detecta antes.
Belcher y Michael Birrer, anteriormente director de oncología médica ginecológica en MGH y ahora director del Centro Integral de Cáncer O'Neal de la Universidad de Alabama en Birmingham, son los autores principales del estudio, publicado en línea en la revista ACS Nano esta semana
Neelkanth Bardhan, miembro internacional de oncología de Mazumdar-Shaw en el Instituto Koch, y Lorenzo Ceppi, investigador de MGH, son los autores principales del artículo. Otros autores incluyen al investigador de MGH YoungJeong Na, miembros del personal técnico del Laboratorio de MIT Lincoln Andrew Siegely Nandini Rajan, Robert Fruscio de la Universidad de Milán-Bicocca, y Marcela del Carmen, oncóloga ginecológica en MGH y directora médica de la Organización de Médicos Generales de Massachusetts.
tumores brillantes
Debido a que no hay una buena manera de detectar el cáncer de ovario en etapa temprana, es uno de los tipos de cáncer más difíciles de tratar. De los 250,000 casos nuevos diagnosticados cada año en todo el mundo, el 75 por ciento se encuentra en una etapa avanzada. En los Estados Unidos, la tasa de supervivencia combinada de cinco años para todas las etapas del cáncer de ovario es del 47 por ciento, solo una ligera mejoría del 38 por ciento hace tres décadas, a pesar del advenimiento de medicamentos quimioterapéuticos como el cisplatino, aprobados por la FDA en 1978 para el tratamiento del cáncer de ovario.En contraste, la tasa de supervivencia combinada de cinco años para todas las etapas del cáncer de seno ha mejorado constantemente, de alrededor del 75 por ciento en la década de 1970 a más del 90 por ciento ahora.
"Necesitamos desesperadamente mejores terapias iniciales, incluida la cirugía, para estos pacientes cáncer de ovario", dice Birrer.
Belcher y Birrer unieron fuerzas para trabajar en este problema a través del Proyecto Puente, una colaboración entre el Instituto Koch y el Centro de Cáncer Dana-Farber / Harvard. El laboratorio de Belcher ha estado desarrollando un tipo novedoso de imágenes médicas basadas en la luz cercanaespectro infrarrojo NIR. En un artículo publicado en marzo, informó que este sistema de imágenes podría lograr una combinación sin precedentes de resolución y profundidad de penetración en el tejido vivo.
En el nuevo estudio, Belcher, Birrer y sus colegas trabajaron con investigadores del MIT Lincoln Laboratory para adaptar las imágenes NIR para ayudar a los cirujanos a localizar tumores durante la cirugía de cáncer de ovario, proporcionando imágenes continuas y en tiempo real del abdomen, con tumores resaltadospor fluorescencia.Los análisis anteriores han demostrado que las tasas de supervivencia están fuertemente correlacionadas inversamente con la cantidad de masa tumoral residual que queda en la paciente durante la cirugía de reducción de volumen, pero muchos tumores de ovario son tan pequeños u ocultos que los cirujanos no pueden encontrarlos.
Para hacer visibles los tumores, los investigadores diseñaron sondas químicas utilizando nanotubos de carbono de pared simple que emiten luz fluorescente cuando se iluminan con un láser. Cubrieron estos nanotubos con un péptido que se une a SPARC, una proteína que es sobreexpresada por ovarios altamente invasivoscélulas cancerosas. Esta sonda se une a los tumores y los hace fluorescentes en longitudes de onda NIR, lo que permite a los cirujanos encontrarlos más fácilmente con imágenes de fluorescencia.
Los investigadores probaron el sistema guiado por imágenes en ratones que tenían tumores de ovario implantados en una región de la cavidad abdominal conocida como espacio intraperitoneal, y mostraron que los cirujanos podían localizar y extirpar tumores de tan solo 0,3 milímetros. Diez días despuéscirugía, estos ratones no tenían tumores detectables, mientras que los ratones que se habían sometido a la cirugía tradicional, no guiada por imagen, tenían muchos tumores residuales que el cirujano no detectó.
Tres semanas después de la cirugía, muchos de los tumores habían vuelto a crecer en los ratones que se sometieron a cirugía guiada por imagen, pero esos ratones aún tenían una tasa de supervivencia media que era un 40 por ciento más larga que la de los ratones que se sometieron a cirugía tradicional.
Los investigadores dicen que ningún otro sistema de imágenes podría localizar tumores tan pequeños durante un procedimiento quirúrgico.
"No puede tener un paciente en una máquina de CT o una máquina de MRI y hacer que el cirujano realice este procedimiento quirúrgico de citorreducción al mismo tiempo, y no puede exponer al paciente a radiación de rayos X durante varias horas delcirugía larga. Este sistema de imágenes basado en óptica nos permite hacerlo de manera segura ", dice Bardhan.
monitorización de pacientes
Para la mayoría de las pacientes con cáncer de ovario, la cirugía de reducción tumoral es seguida de quimioterapia, por lo que los investigadores ahora planean hacer otro estudio en el que tratan a los ratones con quimioterapia después de una cirugía guiada por imágenes, con la esperanza de evitar que los pequeños tumores restantes se propaguen.
"Sabemos que la cantidad de tumor extirpado en el momento de la cirugía para pacientes con cáncer de ovario en etapa avanzada está directamente relacionada con su resultado", dice Birrer. "Este dispositivo de imágenes ahora permitirá al cirujano ir más allá de los límites deresección de tumores visibles a simple vista, y debería marcar el comienzo de una nueva era de cirugía de reducción de volumen efectiva ".
Ahora que han demostrado que este concepto se puede aplicar con éxito a las imágenes durante la cirugía, los investigadores esperan comenzar a adaptar el sistema para su uso en pacientes humanos.
"En principio, es bastante factible", dice Siegel. "Es puramente la mecánica y la financiación en este punto, porque este experimento con el ratón sirve como prueba de principio y en realidad puede haber sido más desafiante que construir un sistema a escala humana"
Los investigadores también esperan desplegar este tipo de imágenes para controlar a las pacientes después de la cirugía, y eventualmente desarrollarlas como una herramienta de diagnóstico para evaluar a las mujeres con alto riesgo de desarrollar cáncer de ovario.
"Un enfoque principal para nosotros en este momento es desarrollar la tecnología para poder diagnosticar el cáncer de ovario temprano, en la etapa 1 o la etapa 2, antes de que la enfermedad se disemine", dice Belcher. "Eso podría tener un gran impacto en las tasas de supervivencia,porque la supervivencia está relacionada con la etapa de detección "
La investigación fue financiada, en parte, por el Proyecto Puente y la Subvención de Apoyo del Instituto Koch núcleo del Instituto Nacional del Cáncer, con apoyo previo para el desarrollo del sistema del Programa de Investigación Fronteriza del Instituto Koch y Kathy y CurtFondo de investigación de cáncer de mármol.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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