mardi , 26 septembre 2017

Le MasSpec Pen détecte le cancer en 10 secondes pendant une chirurgie

Les chercheurs ont inventé un appareil appelé MasSpec Pen qui peut détecter un cancer en 10 secondes ce qui est largement plus rapide que la méthode actuelle. Cet appareil est conçu pour être utilisé par le chirurgien lorsqu’il supprime le tissu cancéreux pour déterminer qu’il a supprimé le maximum du cancer pendant la procédure.


Le MasSpec Pen détecte le cancer en 10 secondes pendant une chirurgie
Crédit : University of Texas at Austin
Une équipe de scientifiques et d’ingénieurs de l’Université du Texas à Austin a inventé un appareil qui identifie rapidement et précisément le tissu cancéreux pendant la chirurgie en offrant des résultats en 10 secondes et c’est 150 fois plus rapide que la technologie existante. Le MasSpec Pen est un instrument portable qui fournit des informations diagnostiques précises sur les tissus à couper ou à conserver aux chirurgiens ce qui permet d’améliorer le traitement et à réduire les probabilités de rechute du cancer. La recherche est décrite dans la revue Science Translational Medicine.1

Si vous parlez à des patients atteints de cancer après une intervention chirurgicale, l’une des premières choses qu’ils vont répondre est qu’ils espèrent que le chirurgien s’est débarrassé de tout le cancer selon Livia Schiavinato Eberlin, professeure adjointe de chimie à UT Austin qui a conçu l’étude et dirigé l’équipe. Et c’est dramatique quand ce n’est pas le cas. Mais notre technologie pourrait considérablement améliorer les chances que les chirurgiens éliminent réellement toutes les traces du cancer lors de la chirurgie.

La difficulté de supprimer tout le tissu cancéreux

Actuellement, la méthode pour diagnostiquer les cancers et déterminer la limite entre le cancer et le tissu normal pendant la chirurgie est connue comme l’Analyse de la coupe congelée (Frozen Section Analysis). Mais cette analyse est lente et parfois inexacte. Chaque échantillon peut prendre 30 minutes ou plus pour être préparé et interprété par un pathologiste ce qui augmente le risque pour le patient d’une infection et des effets négatifs de l’anesthésie. Et pour certains types de cancers, l’interprétation de la coupe congelée peut être difficile ce qui donne des résultats peu fiables dans 10 % à 20 % des cas.

Mais dans des tests sur les tissus enlevés de 253 patients atteints de cancer, le MasSpec Pen a nécessité environ 10 secondes pour fournir un diagnostic avec une précision de 96 %. La technologie a également été capable de détecter le cancer dans les régions marginales entre les tissus normaux et cancéreux qui présentaient une composition cellulaire mixte. L’équipe prévoit de commencer à tester cette nouvelle technologie pendant les chirurgies oncologiques en 2018.

Nous voulons offrir au patient une chirurgie précise, rapide et sûre selon James Suliburk, responsable de la chirurgie endocrinienne au Baylor College of Medicine et collaborateur du projet. Cette technologie remplit les 3 critères. Cela nous permet d’être beaucoup plus précis dans le tissu que nous supprimons et celui que nous laissons.

Même si l’élimination maximale du cancer est essentielle pour améliorer la survie des patients, l’élimination de trop de tissus sains peut également avoir de profondes conséquences négatives pour les patients. Par exemple, les patients atteints de cancer du sein pourraient subir un risque plus élevé d’effets secondaires douloureux et de lésions nerveuses en plus des impacts esthétiques. Les patients atteints de cancer de la thyroïde pourraient perdre la capacité de la parole ou la capacité de réguler les niveaux de calcium pour la fonction musculaire et nerveuse.

Comment fonctionne le MasSpec Pen ?

Les cellules vivantes, qu’elles soient saines ou cancéreuses, produisent de petites molécules appelées métabolites. Ces molécules sont impliquées dans tous les processus importants de la vie tels que la production d’énergie, la croissance et la reproduction ainsi que d’autres fonctions utiles telles que l’élimination des toxines. Chaque type de cancer produit un ensemble unique de métabolites et d’autres biomarqueurs qui jouent le rôle d’empreintes digitales.

Les cellules cancéreuses ont un métabolisme dérégulé, car elles sont hors de contrôle selon Eberlin. Étant donné que les métabolites dans le cancer et ceux dans les cellules normales sont si différents, nous pouvons les extraire et les analyser avec le MasSpec Pen pour obtenir une empreinte moléculaire du tissu. Le plus intéressant est que grâce à ce processus chimique, le MasSpec Pen fournit rapidement un diagnostic sur l’information moléculaire sans causer de dommages aux tissus.

L’empreinte moléculaire, obtenue par le MasSpec Pen à partir d’un échantillon de tissu non caractéristique, est évaluée instantanément par un logiciel appelé classificateur statistique formé sur une base de données d’empreintes moléculaires qu’Eberlin et ses collègues ont recueilli à partir de 253 échantillons de tissus humains. Les échantillons comprenaient des tissus normaux et cancéreux du sein, des poumons, de la thyroïde et de l’ovaire.

Quand le MasSpec Pen complète l’analyse, les termes Normal ou Cancer apparaissent automatiquement sur un écran d’ordinateur. Pour certains cancers, comme le cancer du poumon, le nom d’un sous-type pourrait également apparaître. Dans les tests effectués sur des échantillons humains, l’appareil affichait une précision de 96 % dans le diagnostic du cancer. L’équipe a également démontré qu’elle diagnostiquait avec précision le cancer chez des souris vivantes portant des tumeurs pendant la chirurgie sans causer de tumeur ou de stress observable chez les animaux.

Les médecins peuvent utiliser facilement cet appareil. Il faut simplement tenir le stylo contre le tissu du patient, déclencher l’analyse automatisée à l’aide d’une pédale et attendre quelques secondes pour obtenir un résultat. Pendant ce temps, le stylet libère une goutte d’eau sur le tissu et de petites molécules migrent dans l’eau. Ensuite, le dispositif entraîne l’échantillon d’eau dans un instrument appelé spectromètre de masse qui détecte des milliers de molécules comme une empreinte moléculaire. Le processus a peu d’impact pour les patients. Pendant la conception du MasSpec Pen, nous nous sommes assurés que le tissu reste intact en entrant en contact uniquement avec l’eau et la pointe plastique du MasSpec Pen pendant la procédure selon Zhang. Le résultat est un dispositif médical biocompatible et automatisé que nous espérons proposer au niveau clinique dans un futur proche.

Sources

1.
Nondestructive tissue analysis for ex vivo and in vivo cancer diagnosis using a handheld mass spectrometry system. Science Translational Medicine. http://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.aan3968. Accessed September 5, 2017.
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A propos de Jacqueline Charpentier

mm
Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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