Krok w kierunku wykorzystania rzeczywistości rozszerzonej w leczeniu nowotworów
Przy wykonywaniu zabiegu resekcji guzy muszą być dla chirurgów onkologicznych możliwie jak najlepiej uwidocznione. Chirurgia wspomagana badaniami obrazowymi pomaga zminimalizować ryzyko pozostawienia po zabiegu resztek tkanki nowotworowej (co jest jednoznaczne z nawrotem choroby), ograniczając jednocześnie ilość zdrowej tkanki, która może zostać przy okazji usunięta. Podejście to przekłada się na ograniczenie zachorowalności pacjentów i ilości pobytów szpitalnych, a także pomaga zapanować nad wydatkami związanymi z opieką zdrowotną. Dzięki wsparciu z programu „Maria Skłodowska-Curie” projekt PRISAR w znacznym stopniu poprawił możliwości chirurgii wspomaganej badaniami obrazowymi. W ramach projektu opracowano fluorescencyjno-radionuklidowe sondy ukierunkowane przeciwko nowotworom, przymocowane do cząstki optycznej, która we współpracy z wrażliwym systemem kamer może wykrywać parametry życiowe, aby podnosić precyzję zabiegu i dokładność prognoz. Detekcja optyczna i oparta na promieniotwórczości Technologia ta została opracowana poprzez zaprojektowanie w pierwszej kolejności małej cząsteczki ukierunkowanej przeciwko określonym nowotworom. Cząsteczka ta została następnie przymocowana do emitującego światło związku chemicznego tak, aby podczas wiązania do komórek nowotworu, sonda emitowała światło wykrywane przez specjalnie dostosowaną do tego celu kamerę, podnosząc tym samym widoczność dla chirurga. Radioizotop drugorzędowego związku radioaktywnego został następnie skonstruowany tak, by wiązać się do tej cząsteczki po dodaniu do łożyska rany, gdzie następuje wycięcie guza. Radioizotop zawarty jest lokalnie w obrębie obszaru okołoguzowego, aby zminimalizować wywołaną promieniotwórczością toksyczność w pozostałych częściach ciała. Wyszukuje on i niszczy wszelkie pozostałości komórek nowotworowych po zabiegu, ograniczając ryzyko ich przeniknięcia do krwiobiegu. W projekcie skupiono się również na opracowaniu małej, trzymanej w rękach jednostki do wykrywania, która jednocześnie mierzy zarówno sygnały optyczne, jak i promieniotwórcze, eliminując niewygodę związaną z przełączaniem między dwiema wyspecjalizowanymi kamerami. „To pierwszy na świecie system kamer, który umożliwia multipleksowanie sondy fluorescencyjnej i opartej na promieniowaniu gamma w trakcie jednego zabiegu, co wskazuje na potencjał wyniesienia wspomaganej przez obrazowanie chirurgii na nowy poziom, w kierunku wykorzystania rzeczywistości rozszerzonej w medycynie”, mówi specjalista z zakresu obrazowania molekularnego, dr Alan Chan. Zmodyfikowany komponent obrazowania fluorescencyjnego w kamerze został pierwotnie przetestowany na myszy o obniżonej odporności, gdy obrazowanie miało miejsce po iniekcji chemicznej substancji znakującej (111In-DTPA-Trastuzumab-CW800). Obrazowanie kliniczne przeprowadzono również na ludzkiej tarczycy podczas zabiegu scyntygrafii tarczycy (skan gamma). Ponadto w celu opracowania kamery przeprowadzono obrazowanie u ochotników przechodzących ocenę medycyny nuklearnej w Queen’s Medical Centre w Nottingham. W kierunku medycyny profilaktycznej Zwiększając czułość obrazowania przedoperacyjnego w porównaniu do obecnych standardów oceny wizualnej i palpacyjnej (badania fizycznego) w trakcie zabiegu chirurgicznego, innowacje projektu PRISAR przyniosą korzyści zarówno pacjentom, jak i onkologom oraz chirurgom. Ponadto chirurdzy będą w stanie wykorzystać połączenie sond do wizualizacji różnych markerów fizjologicznych i komórkowych, podnosząc czułość i specyficzność detekcji. Hybrydowe urządzenie oparte na optyce i promieniowaniu gamma jest także nowym narzędziem do zwalczania istniejących i pojawiających się wyzwań natury medycznej w punktach opieki zdrowotnej oraz podczas śródoperacyjnych zabiegów wspomaganych obrazowaniem. „Splot struktur anatomicznych dodatkowo zaciemniany przez krew, tkankę łączną, a nawet tkankę bliznowatą bywa trudny w interpretacji, dlatego każda pomoc jest ważna dla ograniczenia występowania błędów”, mówi dr Chan. „Oparte na rzeczywistości rozszerzonej podejście projektu PRISAR może nie tylko identyfikować guzy, ale także pokazywać ich relacje z otaczającymi strukturami anatomicznymi, w tym tkankami nieobjętymi chorobą”. Zespół oczekuje, że ten zestaw narzędzi diagnostycznych pomoże przetrzeć szlaki w kierunku bardziej prewencyjnej, a nie kuracyjnej, medycyny. Np. można byłoby całkowicie uniknąć zabiegu, jeśli systemy kamer wykorzystane podczas zabiegu chirurgicznego zostałyby odpowiednio dostrojone pod względem czułości i specyficzności, aby wykrywać wczesne oznaki przerzutów. Obecnie oczekuje się, że sonda fluorescencyjna będzie dostępna w 2022 r., natomiast kamera hybrydowa (oparta na optyce i promieniowaniu gamma) przechodzi nadal ocenę kliniczną, ale oczekuje się, że będzie gotowa do wprowadzenia na rynek mniej więcej w tym samym czasie.
Słowa kluczowe
PRISAR, sonda fluorescencyjna, kamera optyczna, nowotwór, zabieg operacyjny, przerzuty, guz, wspomagane przez obrazowanie, radioaktywne, tkanka, gamma, komórka
