Хирургический скальпель отличает раковые клетки от здоровых

Когда приходит время оперировать больного со злокачественной опухолью, перед хирургом встаёт непростая задача: с одной стороны, он не должен вредить здоровым тканям, с другой — опухоль нужно удалить как можно полнее, иначе она снова разрастётся. В идеале врач должен прямо во время операции отличать здоровые клетки от больных. Звучит фантастически, однако, как оказалось, в этом нет ничего невозможного.

Исследователи из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) вместе с коллегами из Университета Дебрецена (Венгрия) сконструировали скальпель, который во время операции буквально «вынюхивает» злокачественные клетки.

Любая клетка отделена от окружающей среды липидной мембраной. Состав её может меняться, и в последнее время медики научились по соотношению липидов определять, например, к какой ткани относится клетка. Собственное соотношение мембранных липидов есть и у клеток опухолей. Однако до сих пор, чтобы отличить здоровую клетку от больной по мембранным липидам, нужно было эти клетки выделить, очистить липиды и проанализировать их с помощью масс-спектрометра.

Венгерскому химику Золтану Такачу пришло в голову, что этот липидный анализ можно проводить прямо в ходе операции, с помощью электрохирургического инструмента, которым прижигают кровеносные сосуды. При таком прижигании, как оказалось, образуется достаточно ионизированных молекул, чтобы с их помощью можно было определить липидный портрет клетки. Пар и дым, который поднимается от места прижигания, можно направить в масс-спектрометр, который и скажет, что за клетки попали под электрохирургический нож.

Для проверки нового инструмента (который исследователи назвали iKnife — Intelligent Knife, «Умный нож», хотя правильнее, наверное, было бы считать его пинцетом) было собрано около 3 000 образцов тканей, полученных при операциях у 300 пациентов. Как пишут исследователи в Science Translational Medicine, «умный нож» отличал здоровые ткани от опухолей в самых разных органах, от печени до мозга. Более того, инструмент смог даже распознать вторичную опухоль, образовавшуюся в результате метастазирования, от первичной.

В итоге на руках у учёных оказалась база данных с 3 000 образцов здоровых и больных тканей. С её помощь они попробовали испытать электроскальпель уже в настоящих операциях. Всего с «умным ножом» была проведена восемьдесят одна операция, и почти во всех случаях инструмент правильно отличал рак от здоровой ткани. Результат получали через 1–3 с — что, конечно, намного удобнее, чем анализ традиционными методами, когда и врачам, и больному под наркозом приходится ждать около получаса.

Возможно, что в скором времени iKnife станет самым привычным орудием при онкологических операциях, однако сначала исследователи должны убедиться, что он действительно помогает удалить опухоль чище и точнее — а для этого нужно какое-то время понаблюдать за пациентами, которых оперировали с помощью «умного ножа».

Кроме того, некоторые скептики рекомендуют ещё раз проверить точность определения раковых клеток в тех случаях, когда опухоль находится на границе нескольких тканей и отличить здоровую клетку от больной намного сложнее.

Подготовлено по материалам Имперского колледжа Лондона. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.