Sistema de imágenes portátil ayuda a los cirujanos a distinguir entre tejido sano y canceroso durante extirpación de tumor

Las investigaciones han demostrado que los tratamientos quirúrgicos para el cáncer tienden a ser más exitosos si los cirujanos extirpan no solo el tumor sino también una capa sana de tejido que lo rodea por completo. Sin embargo, esto puede ser difícil porque es difícil identificar los márgenes entre donde termina el tumor y comienza el tejido sano. Además, el grosor óptimo de la capa sana depende del tipo de tumor y la ubicación. Ahora, los investigadores han desarrollado un sistema de imágenes simple y de bajo costo que utiliza moléculas fluorescentes dirigidas al tumor para determinar la profundidad de las células tumorales en el cuerpo. El sistema portátil eventualmente podría ayudar a los cirujanos a distinguir entre tejido sano y canceroso con mayor precisión al extirpar un tumor.

Los médicos pueden usar moléculas fluorescentes durante la resección del tumor para hacer que las células cancerosas se iluminen para que el cirujano pueda ver si queda tejido canceroso. Sin embargo, el equipo necesario para esta técnica no es ampliamente accesible y, por lo general, no proporciona información cuantitativa sobre la profundidad en que residen las células cancerosas en el tejido. El sistema portátil y fácil de usar, desarrollado por investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis (WUSTL, St. Louis, MI, EUA), brindaría a los cirujanos acceso a información detallada para ayudarlos a eliminar una capa sana completa de tejido alrededor del tumor, que se ha demostrado que proporciona los mejores resultados posibles para los pacientes.

El equipo de investigación desarrolló el nuevo instrumento basado en la aplicación de un solo tinte fluorescente durante la resección del tumor que luego puede ser excitado por dos longitudes de onda de infrarrojo cercano (NIR) diferentes que penetran a diferentes profundidades en el tejido. La fluorescencia NIR emitida se puede visualizar a través del tejido, lo que permite detectar células cancerosas de 1 a 2 centímetros por debajo de la superficie. La fluorescencia de excitación de longitud de onda dual utiliza el hecho de que los diferentes colores o longitudes de onda de la luz viajarán diferentes distancias dentro del tejido. Al iluminar moléculas fluorescentes dirigidas al tumor con diferentes longitudes de onda de luz y comparar sus respuestas, es posible predecir qué tan profundo se ubican los agentes dirigidos al tumor dentro del tejido.

El nuevo sistema de imágenes de fluorescencia utiliza LED de 730 nm y 780 nm para proporcionar las dos longitudes de onda de la luz de excitación y una cámara CMOS monocromática para detectar la fluorescencia resultante. También se incorporó un LED de 850 nm para crear una imagen de campo claro que permite correlacionar las imágenes de fluorescencia con la vista del tejido en el mundo real. Los investigadores decidieron utilizar un agente experimental llamado LS301, que se puede administrar durante la resección del tumor, como sonda infrarroja dirigida al cáncer porque su amplio espectro de excitación evita la necesidad de usar más de un fluoróforo, lo que habría hecho que la aplicación clínica fuera más compleja. El LS301 se encuentra actualmente en ensayos clínicos en pacientes con cáncer de mama.

Después de probar el sistema en materiales sintéticos en capas y rebanadas de pollo, los investigadores evaluaron su capacidad para predecir la profundidad de un tumor a partir de tumores de mama cultivados en ratones. Esto se hizo inyectando a los ratones LS301 y luego tomándoles imágenes usando el sistema. Capturar las imágenes necesarias tomó 5 minutos. Los cálculos basados en estas imágenes se correlacionaron bien con la verdadera profundidad del tumor, mostrando un error promedio de solo 0,34 mm, lo que probablemente sea aceptable para uso clínico. Los investigadores ahora están trabajando para hacer que el sistema sea aún más útil para la guía quirúrgica acelerando el procesamiento de datos y agregando automatización adicional al sistema para que pueda escanear toda la superficie del tejido.

“Los pocos sistemas comerciales que brindan información de profundidad cuantitativa son grandes y costosos, lo que limita su uso fuera de los grandes centros médicos”, dijo la líder del equipo de investigación, Christine M. O'Brien, del Laboratorio de Samuel Achilefu en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis. “Nuestro grupo se basó en trabajos previos en este campo para desarrollar un sistema simple y de bajo costo que puede determinar rápidamente la profundidad de las células tumorales utilizando sondas fluorescentes de infrarrojo cercano (NIR)”.

“Sistemas como este podrían usarse en el futuro para mejorar los resultados quirúrgicos de los pacientes que se someten a la extirpación del tumor”, agregó O'Brien. “También evitaría la necesidad de esperar los resultados de la patología antes de confirmar si las células cancerosas aún están presentes después de la extirpación del tumor”.

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