Un défi majeur pour les chirurgiens cancérologues est de déterminer exactement où commence une tumeur et où elle se termine. Enlever trop de tissu peut altérer les fonctions normales, mais ne pas en prendre assez peut signifier que la maladie pourrait réapparaître. Le "Stylo MasSpec, " un appareil portable en développement, pourrait un jour permettre aux chirurgiens de faire la distinction entre les tissus cancéreux et sains avec une plus grande certitude en quelques secondes, alors que dans la salle d'opération. Aujourd'hui, les chercheurs rapportent les premiers résultats de son utilisation en chirurgie humaine.

Les chercheurs présenteront leurs découvertes lors de la réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS) à l'automne 2019.

"Il a été démontré avec de nombreuses données cliniques que les chirurgies hautement efficaces sont celles qui éliminent le plus de cancer, mais aussi préserver le tissu le plus normal, " dit la chercheuse principale Livia Eberlin, doctorat "Nous avons créé le stylo MasSpec parce que nous pensions que ce serait incroyable s'il existait une technologie capable de fournir des informations moléculaires directement dans la salle d'opération dans les tissus vivants dans un délai qui pourrait accélérer les décisions chirurgicales."

Étonnamment, la méthode la plus courante que les professionnels de la santé utilisent actuellement pour déterminer les marges tumorales ou vérifier un diagnostic a 100 ans :l'histopathologie. Avec cette technique, un échantillon de tissu est extrait pendant la chirurgie et transporté dans un laboratoire. L'échantillon est surgelé, sectionné, colorées et examinées au microscope. Au total, cette procédure peut prendre en moyenne 30 minutes. Pendant ce temps, le patient, qui est encore sous anesthésie, et le chirurgien attend. En outre, alors que l'histopathologie est efficace pour de nombreuses chirurgies, surtout pour les cancers, le processus peut être subjectif car les artefacts du processus de congélation peuvent compliquer l'interprétation, Eberlin explique.

Pour surmonter ces défis, Eberlin et ses collègues de l'Université du Texas à Austin ont développé le stylo MasSpec, un appareil portable et biocompatible connecté à un spectromètre de masse haute performance. Le dispositif identifie rapidement le profil moléculaire du tissu exposé lors d'une intervention chirurgicale en déposant d'abord une petite goutte d'eau sur la surface du tissu pendant environ trois secondes. Prochain, la goutte est transférée au spectromètre de masse, où les molécules du tissu sont identifiées. Finalement, les algorithmes d'apprentissage automatique passent au peigne fin les informations moléculaires et fournissent un diagnostic prédictif sur lequel les chirurgiens peuvent agir.

"Nous avons développé le MasSpec Pen pour que le chirurgien n'ait qu'à toucher le tissu avec le stylo, et déclencher le système avec une pédale, " dit Eberlin. " A partir de là, tout est codé et automatisé pour que l'ensemble du processus soit terminé en moins de 10 secondes. » Une vidéo de l'appareil en action est publiée ici.

Jusqu'à présent, le stylo MasSpec a été testé sur plus de 800 tissus humains ex vivo, y compris le sein normal et cancéreux, cerveau, pancréatique, thyroïde, tissus pulmonaires et ovariens. L'équipe teste maintenant le MasSpec Pen in vivo, dans une étude clinique en cours au Texas Medical Center avec des patients humains au cours de la thyroïde, chirurgies du cancer du sein et du pancréas. Le tissu de patient fraîchement excisé est également en cours d'analyse et montre des résultats prometteurs.

« Nous poursuivons la recherche et le développement de cette technologie dans mon laboratoire en continuant à améliorer notre technologie et en validant ses performances sur différents types de cancer, " dit Eberlin. " Nous explorons également de nouvelles applications en chirurgie, y compris les procédures chirurgicales mini-invasives, ainsi qu'à l'extérieur de la salle d'opération dans les applications médico-légales et agricoles."