Um grande desafio para os cirurgiões de câncer é determinar exatamente onde um tumor começa e termina. Remover muito tecido pode prejudicar as funções normais, mas não tomar o suficiente pode significar que a doença pode reaparecer. A "MasSpec Pen, "um dispositivo portátil em desenvolvimento, poderia algum dia permitir aos cirurgiões distinguir entre o tecido canceroso e saudável com maior certeza em segundos, enquanto estava na sala de cirurgia. Hoje, pesquisadores relatam os primeiros resultados de seu uso em cirurgias humanas.

Os pesquisadores apresentarão suas descobertas no Encontro e Exposição Nacional do Outono de 2019 da American Chemical Society (ACS).

"Foi demonstrado com extensos dados clínicos que cirurgias altamente eficazes são aquelas que removem a maior parte do câncer, mas também preserva o tecido mais normal, "diz a investigadora principal Livia Eberlin, Ph.D. "Nós criamos a MasSpec Pen porque pensamos que seria incrível se houvesse uma tecnologia que pudesse realmente fornecer informações moleculares na sala de cirurgia em tecidos vivos dentro de um período de tempo que pudesse acelerar as decisões cirúrgicas."

Surpreendentemente, o método mais comum que os profissionais médicos usam atualmente para determinar as margens do tumor ou verificar um diagnóstico tem 100 anos:a histopatologia. Com esta técnica, uma amostra de tecido é extraída durante a cirurgia e levada ao laboratório. A amostra é congelada rapidamente, seccionado, manchado e examinado com um microscópio. No total, esse procedimento pode levar em média 30 minutos. Enquanto isso, o paciente, que ainda está sob anestesia, e o cirurgião fica esperando. Além disso, enquanto a histopatologia é eficaz para muitas cirurgias, especialmente para câncer, o processo pode ser subjetivo porque os artefatos do processo de congelamento podem complicar a interpretação, Eberlin explica.

Para superar esses desafios, Eberlin e colegas da Universidade do Texas em Austin desenvolveram a caneta MasSpec, um dispositivo portátil e biocompatível conectado a um espectrômetro de massa de alto desempenho. O dispositivo identifica rapidamente o perfil molecular do tecido exposto durante uma cirurgia, primeiro depositando uma pequena gota de água na superfície do tecido por cerca de três segundos. Próximo, a gota é transferida para o espectrômetro de massa, onde as moléculas do tecido são identificadas. Finalmente, algoritmos de aprendizado de máquina vasculham as informações moleculares e fornecem um diagnóstico preditivo no qual os cirurgiões podem agir.

"Desenvolvemos a MasSpec Pen para que o cirurgião apenas toque no tecido com a caneta, e acionar o sistema com um pedal, "Eberlin diz." A partir daí, tudo é codificado e automatizado para que todo o processo seja concluído em menos de 10 segundos. ”Um vídeo do dispositivo em ação é postado aqui.

Até agora, a MasSpec Pen foi testada em mais de 800 tecidos humanos ex vivo, incluindo mama normal e cancerosa, cérebro, pancreático, tireoide, tecidos pulmonares e ovarianos. A equipe agora está testando a MasSpec Pen in vivo, em um estudo clínico em andamento no Texas Medical Center com pacientes humanos durante a tireoide, cirurgias de câncer de mama e de pâncreas. Tecido de paciente recém-excisado também está sendo analisado e apresenta resultados promissores.

"Estamos continuando a pesquisa e o desenvolvimento desta tecnologia em meu laboratório, continuando a melhorar nossa tecnologia e validando seu desempenho em diferentes tipos de câncer, "Eberlin diz." Também estamos explorando novas aplicações em cirurgia, incluindo procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos, bem como fora da sala de cirurgia em aplicações forenses e agrícolas. "