Quyen Nguyen: La chirurgia con i codici colore

I testi di chirurgia utilizzano per convenzione dei codici colore per i vari tessuti, ma nella realtà quei colori non esistono -- fino ad oggi. A TEDMED Quyen Nguyen dimostra come un marcatore molecolare può colorare di verde fluorescente i tumori, indicando ai chirurghi dove intervenire.

Voglio raccontarvi

di uno dei più grandi miti in medicina,

cioè l'idea

che ciò che ci serve sono più scoperte mediche

e tutti i nostri problemi si risolveranno.

La nostra società ama l'idea

romantica dell'inventore solitario

che, lavorando a tarda notte nel suo laboratorio,

fa una scoperta sconvolgente,

et voila, dal giorno all'indomani cambia tutto.

È un'immagine affascinante,

anche se non è proprio realistica.

Di fatto la medicina odierna è uno sport di squadra.

E in vari modi

lo è sempre stato.

Vorrei condividere con voi una storia

su come l'ho sperimentato in maniera drammatica

nel mio lavoro.

Sono un chirurgo,

e noi chirurghi abbiamo sempre avuto

questa particolare relazione con la luce.

Quando pratico un'incisione sul corpo di un paziente, è buio.

Dobbiamo illuminare per vedere cosa stiamo facendo.

Ed ecco il motivo per cui, per tradizione,

gli interventi chirurgici cominciano sempre di mattina presto --

per approfittare della luce del giorno.

E se guardate le immagini storiche

delle prime sale operatorie,

si trovavano sempre in cima ai palazzi.

Per esempio, questa è la sala operatoria più antica del mondo occidentale,

a Londra,

dove la sala operatoria

è in cima a una chiesa

illuminata da un lucernario.

E questa è l'immagine

di uno degli ospedali più famosi negli Stati Uniti.

Questo è il Mass General a Boston.

E sapete dov'è la sala operatoria?

Eccola qui

in cima a un palazzo

con tantissime finestre per illuminare.

Oggi, nelle sale operatorie,

non serve più la luce del solo.

E siccome non serve più la luce del sole,

abbiamo luci molto particolari

adatte alle sale operatorie.

Abbiamo l'opportunità

di usare altri tipi di luce --

luci che possono permetterci di vedere

quello che al momento non vediamo.

Ed ecco cosa penso

sia la magia della fluorescenza.

Fatemi tornare indietro un attimo.

A scuola di medicina,

impariamo la nostra anatomia da illustrazioni come questa

dove tutto ha un codice colore.

I nervi sono gialli, le arterie sono rosse,

le vene sono blu.

È così facile che tutti potrebbero diventare chirurghi, vero?

Tuttavia, quando c'è un vero paziente sul tavolo,

questa è la stessa dissezione del collo --

non è così facile distinguere

tra le diverse strutture.

Abbiamo sentito in questi ultimi giorni

quanto urgente sia il problema

del cancro nella nostra società,

quanto pressante sia il bisogno

di evitare che muoia

una persona ogni minuto.

Se il cancro si potesse identificare

per tempo, così da poterlo estrarre,

asportare chirurgicamente,

non importa se abbia questo gene o quell'altro,

o se abbia questa proteina o quell'altra,

è stato rimosso.

È fatta, è fuori, siete guariti dal cancro.

Questo è come asportiamo il cancro.

Facciamo del nostro meglio, basandoci sulla nostra formazione

e su come appare il cancro e che aspetto abbia

e la sua relazione con altre strutture e tutta la nostra esperienza,

diciamo, sapete cosa, il cancro è andato.

Abbiamo fatto un buon lavoro. L'abbiamo rimosso.

Questo è quello che un chirurgo dice in sala operatoria

quando il paziente è sul tavolo.

Ma poi in realtà non sappiamo se l'abbiamo asportato tutto.

In realtà dobbiamo prelevare dei campioni dal tavolo operatorio,

di tessuto non asportato,

e inviare questi pezzetti al laboratorio di patologia.

Nel frattempo, il paziente è sul tavolo operatorio.

Le infermiere, gli anestesisti, il chirurgo,

tutti gli assistenti aspettano.

E aspettiamo.

Il patologo prende il campione,

lo congela, lo taglia, lo osserva al microscopio

e poi richiama la sala operatoria.

E ci possono volere 20 minuti a campione.

Quindi se avete inviato tre campioni

si aspetta un'ora.

E molto spesso dicono,

"Sai cosa, i campioni A e B vanno vene,

ma nel campione C ci sono ancora residui di cancro.

Per favore asporta anche quella parte."

Quindi torniamo indietro e lo facciamo di nuovo, e di nuovo.

E l'intero processo:

"Ok è andata.

Crediamo di aver tolto tutto il tumore."

Ma molto spesso parecchi giorni dopo,

il paziente è tornato a casa,

riceviamo una telefonata:

"Mi dispiace,

dopo aver guardato la patologia finale,

dopo aver analizzato il campione finale,

in realtà abbiamo scoperto un paio di punti

dove i margini sono positivi.

Il paziente ha ancora il cancro."

Ora devo dire al paziente, prima di tutto,

che potrebbe aver bisogno di un altro intervento chirurgico,

o che potrebbe aver bisogno di una terapia aggiuntiva

come le radiazioni o la chemioterapia.

Non sarebbe meglio

potergli dire,

se il chirurgo potesse dirgli veramente,

in sala operatoria se il tumore è stato rimosso del tutto?

Voglio dire, in un certo senso, il modo in cui lavoriamo,

stiamo ancora operando al buio.

Quindi nel 2004, durante il mio internato in chirurgia,

ho avuto la grande fortuna

di incontrare il Dott. Roger Chen,

che ha vinto il premio Nobel per la chimica

nel 2008.

Roger e il suo gruppo

stavano lavorando ad un modo per identificare il cancro,

e avevano una molecola molto intelligente

che avevano scoperto.

La molecola che avevano sviluppato

aveva tre parti.

La parte principale è la parte blu, il policatione,

e sostanzialmente è molto appiccicosa

ad ogni tessuto del corpo.

Immaginate di fare una soluzione

con questa sostanza appiccicosa

e iniettarla nelle vene di una persona che ha il cancro,

si illuminerà tutto.

Ma niente in modo specifico.

Non ci sarà diversificazione.

Allora hanno aggiunto due componenti addizionali.

La prima è un segmento polianionico,

che sostanzialmente agisce some supporto antiadesivo

come il retro di un adesivo.

Quindi quando questi due si uniscono, la molecola è neutra

e non si attacca più a niente.

E le due parti sono allora legate

da qualcosa che può essere tagliato solo

se avete la forbice molecolare giusta --

per esempio, il tipo di proteasi

che genera il tumore.

Quindi ecco la situazione,

se fate una soluzione piena di questa molecola a tre componenti

insieme a un colorante, in verde,

e lo iniettate nelle vene

di una persona con il cancro,

i tessuti normali non possono spezzarla.

La molecola passa e viene espulsa.

Tuttavia, in presenza di un tumore,

ci sono le forbici molecolari

che possono spezzare questa molecola

proprio nel punto in cui può essere scissa.

E ora, boom,

il tumore si dichiara

e diventa fluorescente.

Ecco qui un esempio di un nervo

con un tumore che lo circonda.

Riuscite a dirmi dov'è il tumore?

Io non ci sono riuscita quando ci stavo lavorando

Ma eccolo qui. È fluorescente.

Ora è verde.

Vedete, ognuno di voi tra il pubblico

ora può identificare il cancro.

Possiamo dire in sala operatoria, sul campo,

a livello molecolare,

dove è il cancro e cosa deve fare il chirurgo

e quanto ancora bisogna lavorare

per estrarlo.

E la cosa fantastica della fluorescenza

è che non solo è brillante,

ma brilla anche attraverso i tessuti.

La luce che emette la fluorescenza

può attraversare i tessuti.

Quindi anche se il tumore non è in superficie,

sarete ancora in grado di vederlo.

In questo filmato potete vedere

che il tumore è verde.

In realtà sopra c'è un normale muscolo. Vedete?

Ora sto spostando il muscolo.

Ma anche prima di spostarlo

avete visto che c'era un tumore sotto.

Questa è la cosa bella dell'avere un tumore

etichettato con molecole fluorescenti.

Di cui potete non solo vedere i margini

proprio lì a livello molecolare,

ma riuscite a vederlo anche se non è proprio in superficie --

anche se è al di là del vostro campo visivo.

E questo funziona anche per i linfonodi metastatici.

La dissezione dei linfonodi sentinella

ha veramente cambiato il modo in cui gestiamo il cancro al seno, il melanoma.

Le donne di solito

subivano una chirurgia debilitante

per asportare tutti i linfonodi ascellari.

Ma da quando i linfonodi sentinella

sono entrati nel nostro protocollo di trattamento,

il chirurgo sostanzialmente cerca il singolo linfonodo

che è il primo linfonodo che drena il cancro.

E se quel linfonodo ha il cancro,

la donna deve subire

la dissezione del linfonodo ascellare.

Quello che significa

è che se il linfonodo non ha il cancro,

alla donna viene risparmiato

un intervento chirurgico non necessario.

Ma con il linfonodo sentinella, il modo in cui operiamo oggi,

è come avere una mappa

per sapere dove andare.

Perciò se state guidando in autostrada

e volete sapere dov'è la prossima area di servizio,

avete una mappa che vi dice dov'è la stazione di servizio.

Non vi dice se

la stazione di servizio ha benzina.

Dovete tirarlo fuori, portarlo a casa,

tagliare, guardare dentro

e dire, "Oh sì, ce l'ha la benzina."

Quindi ci vuole più tempo.

I pazienti sono ancora sul tavolo operatorio.

Gli anestesisti, i chirurghi stanno aspettando.

Ci vuole tempo.

Quindi con la nostra tecnologia, possiamo dirlo immediatamente.

Qui vedete tante piccole protuberanze arrotondate.

Alcune di queste sono linfonodi gonfi

che sembrano un po' più grandi degli altri.

Quanti di noi hanno avuto linfonodi gonfi con il raffreddore?

Questo non vuol dire che abbiate il cancro.

Con la nostra tecnologia,

il chirurgo è in grado di dire immediatamente

quali linfonodi hanno il cancro.

Non ho intenzione di approfondire,

ma con la nostra tecnologia, oltre che essere in grado

di identificare tumore e metastasi dei linfonodi con la fluorescenza,

possiamo anche utilizzare questa molecola intelligente in tre parti

per identificare il gadolinio nel sistema,

in modo da intervenire in modo non invasivo.

Il paziente ha il cancro,

volete sapere se il linfonodi hanno il cancro

ancora prima di aprire.

Bene, lo potete vedere con la risonanza magnetica.

Dunque in chirurgia

è importante sapere cosa rimuovere.

Ma è ugualmente importante

preservare le cose

che sono importanti per le funzioni.

È quindi molto importante evitare lesioni involontarie.

E quello di cui sto parlando

sono i nervi.

I nervi, se sono feriti,

possono provocare paralisi,

possono causare dolore.

Nel quadro di un cancro alla prostata,

fino al 60% degli uomini

dopo un intervento di cancro alla prostata

possono soffrire di incontinenza urinaria

e disfunzioni erettili.

Sono tante persone con tanti problemi --

e questo anche nel quadro

di un chirurgia cosiddetta conservatrice,

che significa che il chirurgo è a conoscenza del problema,

e cerca di evitare i nervi.

Ma sapete, questi nervi sono così piccoli,

nel caso del cancro alla prostata,

che in realtà non si vedono.

Li si tracciano

solo grazie al loro percorso anatomico conosciuto

della vascolarizzazione.

E sono noti perché qualcuno ha deciso di studiarli,

il che significa che stiamo ancora imparando

dove siano.

È pazzesco pensare che stiamo facendo chirurgia,

stiamo cercando di asportare un cancro e non sappiamo dov'è il cancro.

Stiamo cercando di preservare i nervi ma non sappiamo dove siano.

Come ho detto, non sarebbe fantastico

se potessimo trovare un modo

per vedere i nervi con la fluorescenza?

Ma all'inizio l'idea non ha riscosso successo.

La gente diceva, "Lavoriamo in questo modo da tanti anni.

Qual è il problema?

Non abbiamo mai avuto tante complicazioni."

Ma sono andata avanti lo stesso.

E Roger mi ha aiutata.

E si è portato dietro tutto il suo team.

Ancora una volta lavoro di gruppo.

E finalmente abbiamo scoperto delle molecole

che identificavano i nervi in maniera specifica.

E quando ne abbiamo fatta una soluzione,

etichettata con questa fluorescenza

e iniettata nel corpo di una cavia,

i nervi si sono letteralmente illuminati.

Riuscite a vedere dove sono.

Qui state osservando il nervo sciatico di una cavia,

e vedete questa grossa, grassa porzione molto facilmente.

Ma di fatto, all'estremità di quello che sto dissezionando ora,

ci sono in realtà delle piccole aroborizzazioni

che non si riescono a vedere bene.

Vedete come una piccola testa di Medusa che fuoriesce.

Siamo stati grado di vedere i nervi

dell'espressione e del movimento facciale, della respirazione --

ogni singolo nervo --

i nervi per la funzione urinaria intorno alla prostata.

Siamo stati in grado di vedere ogni singolo nervo.

Mettendo insieme queste due prove...

Ecco il tumore.

Ragazzi, sapete dove sono i margini di questo tumore?

Ora lo sapete.

E che ne è del nervo che entra nel tumore?

Quella parte bianca è facile da vedere.

Ma la parte che entra nel tumore?

Sapete dove va?

Ora lo sapete.

Sostanzialmente, abbiamo trovato un modo

di tingere i tessuti

e dare un codice colore alla chirurgia.

È stata una svolta.

Credo che cambierà il modo in cui operiamo.

Abbiamo pubblicato i risultati

negli atti della National Academy of Sciences

e in Nature Biotechnology.

Abbiamo ricevuto commenti nella rivista Discover,

e in The Economist.

E l'abbiamo mostrato a molti colleghi chirurghi.

Hanno detto, "Wow!

Ho pazienti

che potrebbero trarne beneficio.

Credo che si possa tradurre

in migliori risultati nelle mie operazioni

e in minori complicazioni."

Quello che deve succedere ora

è un ulteriore sviluppo della nostra tecnologia

insieme allo sviluppo

degli strumenti

che ci permettono di vedere

questa fluorescenza in sala operatoria.

L'obiettivo finale

è di farla entrare nei pazienti.

Tuttavia, abbiamo scoperto

che non c'è un meccanismo chiaro

per sviluppare la molecola

per un singolo utilizzo.

Comprensibilmente, la maggior parte dell'industria medica

è concentrata su farmaci ad uso multiplo,

come i trattamenti giornalieri a lungo termine.

Siamo impegnati a rendere migliore questa tecnologia.

Siamo concentrati sull'aggiunta di farmaci,

aggiunta di fattori di crescita,

per uccidere i nervi che causano problemi

e non i tessuti circostanti.

Sappiamo che si può fare e ce la stiamo mettendo tutta.

Vorrei lasciarvi con questo pensiero finale.

L'innovazione di successo

non è costituita da una singola svolta.

Non è uno scatto.

Non è una gara per un singolo atleta.

L'innovazione di successo

è uno sport di squadra, è una staffetta.

Richiede un team per la svolta

e un altro team

per fare accettare e adottare questa svolta.

E ci vuole un coraggio costante e di lungo termine

nella lotta quotidiana

per educare, convincere

e guadagnare approvazione.

E questa è la luce che voglio fare brillare

sulla salute e sulla medicina di oggi.

Grazie infinite.

(Applausi)