Espectrómetro de masas identifica tejido canceroso en segundos

Un equipo de científicos e ingenieros inventó un dispositivo poderoso que identifica rápidamente el tejido canceroso vivo, dando a los cirujanos información diagnóstica precisa sobre qué tejido cortar o cual conservar.

“Si usted habla con los pacientes de cáncer después de la cirugía, una de las primeras cosas que muchos dirán es, ‘espero que el cirujano haya sacado todo el cáncer’”, dijo Livia Schiavinato Eberlin, profesora asistente en la Universidad de Texas en Austin, (Austin, TX, EUA), quien diseñó el estudio y dirigió el equipo. “Nuestra tecnología podría mejorar enormemente las probabilidades de que los cirujanos realmente eliminen cualquier rastro de cáncer durante la cirugía”.

El método actual, análisis de cortes por congelación, para el diagnóstico y la determinación del límite entre el cáncer y el tejido normal durante la cirugía es lento y, a veces, inexacto. Cada muestra se puede demorar hasta 30 minutos o más para ser preparada e interpretada por un patólogo, aumentando el riesgo, de infección para el paciente, y de efectos negativos de la anestesia. Para algunos tipos de cáncer la interpretación del corte congelado puede ser difícil, produciendo a menudo resultados no confiables.

El nuevo MasSpec Pen se demoró unos 10 segundos para proporcionar un diagnóstico y tuvo una exactitud superior al 96% en las pruebas de los tejidos eliminados de 253 pacientes con cáncer humano. También detectó el cáncer en regiones marginales entre los tejidos normales y de cáncer que presentaban composición celular mixta.

Esta tecnología también ofrece al paciente una cirugía más segura. “Nos permite ser mucho más precisos en qué tejido removemos y cual dejamos”, dijo el colaborador del proyecto, James Suliburk, de la Facultad de Medicina de Baylor. Aunque es fundamental eliminar al máximo el cáncer, eliminar demasiado tejido sano también puede tener profundas consecuencias negativas: por ejemplo, los pacientes con cáncer de mama podrían experimentar un mayor riesgo de efectos secundarios dolorosos y daño nervioso, además de los impactos estéticos. Los pacientes con cáncer de tiroides podrían perder la habilidad del habla o la capacidad de regular los niveles de calcio del cuerpo de manera importante para la función muscular y nerviosa.

Las células vivas producen metabolitos y cada tipo de cáncer produce un conjunto único de metabolitos y otros biomarcadores. “Debido a que los metabolitos en el cáncer y en las células normales son tan diferentes, los extraemos y analizamos con el MasSpec Pen para obtener una huella molecular del tejido. Lo que es increíble es que a través de este proceso químico simple y suave, el MasSpec Pen proporciona rápidamente información molecular de diagnóstico sin causar daño al tejido”, dijo el profesor Eberlin.

La huella molecular obtenida por el MasSpec Pen de una muestra de tejido no caracterizada se evalúa instantáneamente mediante un software “clasificador estadístico” entrenado con una base de datos de huellas moleculares que el Profesor Eberlin y sus colegas recolectaron de las 253 muestras de tejido humano. Las muestras incluían tejidos normales y cancerosos de mama, pulmón, tiroides y ovario.

El Pen libera una gota de agua sobre el tejido por lo que pequeñas moléculas de este emigran al agua. La muestra de agua se introduce en un espectrómetro de masas, que detecta miles de moléculas como una huella molecular. El dispositivo desechable requiere sujetar simplemente el lápiz contra el tejido del paciente, desencadenar el análisis automatizado con un pedal y esperar unos pocos segundos para obtener un resultado.

En las pruebas realizadas en muestras humanas, el dispositivo tuvo una exactitud superior al 96% para el diagnóstico de cáncer. También diagnosticó el cáncer en ratones vivos y portadores de tumores, durante la cirugía, sin causar daños observables en los tejidos o estrés a los animales.

Por tanto, el proceso sería de bajo impacto para los pacientes y biocompatible. “Al diseñar el MasSpec Pen, nos aseguramos de que el tejido permaneciera intacto entrando en contacto sólo con agua y la punta de plástico del MasSpec Pen durante el procedimiento”, dijo el profesor Zhang.

El estudio fue publicado el 6 de septiembre de 2017 en la revista Science Translational Medicine.