La determinación de si un tejido es canceroso o no durante un procedimiento qirúrgico , para poder extraerlo en su totalidad y sin extirpar tejido sano, es fundamental para el éxito de la operación.

Si bien es importante la eliminación del máximo de tejido neoplásico para mejorar la supervivencia del paciente sometido a cirugía, también el exceso de extirpación de tejido sano puede ocasionar  consecuencias perjudiciales para los pacientes.

Como en el caso de los enfermos de cáncer mamario, que podrían sufrir efectos secundarios como dolor y daño a nivel nervioso. En el cuanto a los pacientes afectados de cáncer tiroídeo, podrían perder la capacidad de hablar, así como la posibilidad de regular los niveles séricos de calcio, con las graves repercusiones que implica en la función nerviosa y muscular del organismo.

En la actualidad, para poder realizar un diagnóstico de cáncer y determinar el límite que diferencia a un tejido canceroso y el tejido normal durante la cirugía, se utiliza la técnica de Análisis de la sección congelada, que es lento y a veces presenta inexactitudes, por lo que no es 100% confiable. Y en algunos tipos de cánceres, la interpretación de esta técnica puede ser dificultosa y ofrecer resultados poco fiables en hasta un  10 a 20 % de los casos.

Cada muestra extraída durante la cirugía puede demorar unos 30 minutos o más entre que es preparada e interpretada por un patólogo, lo que incrementa el riesgo de infección y reacciones a la anestesia por parte del paciente.

El Pen MasSpec

Un equipo interdisciplinario de investigadores e ingenieros de la University of Texas at Austin han creado un dispositivo de gran capacidad, que puede identificar en forma rápida y con una elevada exactitud el tejido canceroso durante el procedimiento quirúrgico,  obteniendo resultados en unos 10 segundos, lo que vuelve el procedimiento unas 150 veces más rápido que la metodología actual disponible.

Este artefacto en forma de lápiz, como su nombre lo indica, es el Pen MasSpec, que consiste en un innovador instrumento que se opera con la mano, es capaz de proporcionarle a los cirujanos información diagnóstica precisa sobre qué tejido extirpar o conservar, ayudando a optimizar el tratamiento y reducir así las probabilidades de recurrencia del cáncer.

La investigación se detalla en la edición de septiembre de la revista de este mes de septiembre en la revista Science Traslational Medicine.

Las pruebas realizadas

Para probar la efectividad del MasSpec Pen, se realizaron pruebas  utilizando muestras de tejidos extraídos de 253 pacientes con cáncer. Al MasSpec Pen le llevó unos 10 segundos para proporcionar un diagnóstico de cada muestra evaluada, siendo exacto en más del 96% los casos.

Este tipo de tecnología pudo determinar además el cáncer en las regiones límites entre los tejidos que son normales y aquellos que son cancerosos, que  estaban constituidos por una composición celular mixta.

Este dispositivo también demostró que puede diagnosticar con exactitud el cáncer durante la cirugía en ratones vivos, sin ocasionar daño observable a nivel tisular o inducir estrés en los animales.

Según el colaborador del proyecto, James Suliburk, jefe de cirugía endocrina del Baylor College of Medicine: “Cada vez que podemos ofrecer al paciente una cirugía más precisa, una cirugía más rápida o una cirugía más segura, eso es algo que esperamos poder hacer”(…) «Esta tecnología hace los tres. Nos permite ser mucho más precisos en qué tejido removemos y lo que podemos conservar«.

El equipo de la UT at Austin ha presentado solicitudes de patentes en los E.E.U.U. para su invento y ahora están haciendo las gestiones para obtener patentes a nivel mundial. El equipo espera poder a utilizar este nuevo dispositivo para las cirugías oncológicas en el 2018.

Cómo funciona el equipo

Existen determinados metabolitos y biomarcadores producidos por las células cancerosas, que les otorgan características únicas, por lo que son capaces de actuar como huellas moleculares.

«Las células cancerosas han desregulado el metabolismo a medida que crecen fuera de control«, explica Eberlin, un miembro del equipo investigador. «Debido a que los metabolitos producidos en el cáncer y las células normales son tan diferentes, los extraemos y analizamos con el MasSpec Pen para obtener una huella molecular del tejido. Lo increíble es que a través de este sencillo y suave proceso químico, el MasSpec Pen proporciona rápidamente información molecular de diagnóstico sin causar daño tisular«.

La huella molecular obtenida a partir del tejido a evaluar por el MasSpec Pen entrega resultados inmediatos mediante un software denominado clasificador estadístico, que ha sido alimentado por una base de datos de las huellas moleculares que Eberlin y su equipo recolectaron a partir de las 253 muestras de tejido humano. Estas muestras incluían tejidos normales y cancerosos, extraídos de mama, ovario, pulmón y tiroides.

Los cirujanos pueden manejar el dispositivo de mano, que dispone de una parte desechable, con gran facilidad. Requiere simplemente sujetar el “lápiz” sobre el tejido del paciente, activar el análisis automatizado al pulsar un pedal. Se esperan unos segundos para obtener el resultado.

El dispositivo libera una gota de agua y la aspira para obtener la muestra con los metabolitos,  que posteriormente es analizada en un espectrómetro de masas, que capaz de detectar e identificar miles de huellas moleculares.

Una vez que el MasSpec Pen completa el análisis, las palabras «Normal» o «Cáncer» se despliegan de manera automática en el monitor del ordenador. Para ciertos tipos de cáncer, como el cáncer de pulmón, además podría aparecer el nombre del subtipo de cáncer del que se trata.

«Al diseñar el MasSpec Pen, nos aseguramos de que el tejido permanezca intacto al entrar en contacto sólo con agua y la punta de plástico del MasSpec Pen durante el procedimiento«, explica Zhang, coautor del estudio. «El resultado es un dispositivo médico biocompatible y automatizado que estamos tan emocionados de incorporar a la clínica muy pronto.»

Como manifiesta Livia Schiavinato, profesora asistente en la UT: «Si usted habla con los pacientes enfermos de cáncer después de la cirugía, una de las primeras cosas que muchos dirán es: » Espero que el cirujano haya eliminado todo el cáncer (…) «Es simplemente desgarrador cuando ese no es el caso. Pero nuestra tecnología podría mejorar enormemente las probabilidades de que los cirujanos realmente eliminen cualquier rastro de cáncer durante la cirugía «.