Quyen Nguyen: Chirurgie codificată în culori

Chirurgii învaţă din manuale care în mod convenabil codifică tipurile de ţesuturi în culori, dar nu arată aşa în realitate. Asta până acum. La TEDMED Quyen Nguyen demonstrează modul în care un marcator molecular poate face tumorile să lumineze în verde aprins, indicând chirurgilor exact unde să taie.

Vreau să vă vorbesc

despre unul din cele mai mari mituri din medicină,

şi anume idea

că tot ce avem nevoie sunt mai multe descoperiri medicale

şi atunci toate problemele noastre vor fi rezolvate.

Societăţii noastre îi place să romantizeze

idea unui inventator solo

care, lucrând târziu în laborator într-o noapte,

face o descoperire monumentală,

şi iată, peste noapte totul s-a schimbat.

E o imagine foarte atrăgătoare,

totuşi, pur şi simplu nu-i adevărată.

De fapt, medicina de azi e un sport de echipă.

Şi în multe feluri,

aşa a fost dintotdeauna.

Aş vrea să vă împărtăşesc o poveste

despre cum am trecut prin această experienţă într-un mod dramatic

în propria mea muncă.

Sunt chirurg

şi noi, chirurgii, am avut întotdeauna

o relaţie specială cu lumina.

Când fac o incizie în corpul unui pacient, e întunecat.

Trebuie sa luminăm pentru a vedea ceea ce facem.

Din acest motiv, în mod obișnuit,

operațiile începeau mereu dis-de-dimineaţă --

ca să profite de lumina zilei.

Şi dacă vă uitaţi la imagini istorice

ale primelor săli de operaţie,

acestea se aflau în partea de sus a clădirilor.

De exemplu, asta e cea mai veche sală de operaţie din lumea occidentală,

în Londra,

unde sala de operaţie

se află deasupra unei biserici

unde pătrunde lumină naturală.

Iar asta e poza

unuia din cele mai faimoase spitale din America,

Mass General în Boston.

Şi ştiţi unde e sala de operaţie?

Iat-o,

în vârful clădirii

cu destule fereste pentru a lăsa lumina să intre.

În prezent în sala de operaţie

nu mai avem nevoie de lumina solară.

Şi pentru că nu mai avem nevoie să folosim lumina solară,

avem lumini specializate,

făcute special pentru sala de operaţie.

Avem ocazia

de a aduce alte tipuri de lumini --

lumini care ne pot permite să vedem

ceea ce în prezent nu vedem.

Şi asta cred eu

e magia fluorescenţei.

Permiteţi-mi să merg puţin inapoi.

Când suntem la şcoala de medicină,

învăţăm anatomia din ilustraţii ca aceasta

unde totul e codificat în culori.

Nervii sunt galbeni, arterele sunt roşii,

venele sunt albastre.

E aşa uşor că oricine ar putea deveni chirurg, nu-i aşa ?

Totuşi, când avem un pacient real pe masă,

asta e aceeaşi disecţie a unui gât --

nu mai e aşa uşor să discerni

între structuri diferite.

Am auzit în ultimele câteva zile

ce problemă urgentă

încă reprezintă cancerul în societatea noastră,

ce nevoie presantă este

de a nu avea

o persoană care să moară în fiecare minut.

Ei bine, când cancerul e descoperit incipient,

suficient de timpuriu încât să poată fi înlăturat,

excizat chirurgical,

nu contează dacă e prezentă o genă sau alta,

sau dacă există această proteină sau acea proteină,

cancerul ajunge în borcan.

Gata, e eliminat, eşti vindecat de cancer.

Aşa excizăm cancerele.

Facem tot ce putem, bazându-ne pe pregătirea noastră,

pe modul în care arată cancerul şi modul în care se simte,

pe conexiunile cu alte structuri şi pe toată experienţa noastră.

Spunem, ştii ce, cancerul a dispărut.

Am făcut treabă bună. L-am eliminat.

Asta-i ce spune chirurgul în sala de operţie

cănd pacientul se află pe masă.

Dar de fapt nu ştim dacă e eliminat în întregime.

Trebuie să extragem țesut pe patul chirurgical,

din ce a rămas în pacient,

să trimitem acele mostre la laboratorul patologic.

Între timp, pacientul e pe masa de operaţie.

Asistentele, anestezistul, chirurgul,

toată echipa aşteaptă.

Şi așteptăm.

Patologul ia mostra,

o îngheaţă, o taie, o analizează la microscop una câte una

şi apoi ne anunță în sală.

Poate dura 20 de minute pentru fiecare fragment.

Deci dacă ai trimis trei specimene,

durează peste o oră.

Şi foarte des se spune,

"Ştiţi ce, A şi B sunt ok,

dar în porțiunea C încă mai e cancer rezidual.

Vă rog extirpați partea aceea."

Așa că ne întoarcem și operăm din nou și din nou.

Şi după tot acest proces,

în fine ai terminat.

Credem că întreaga tumoare a fost eliminată.

Dar foarte des, câteva zile mai târziu,

când pacientul a plecat casă,

primim un telefon:

"Îmi pare rău,

când ne-am uitat la patologia finală,

la specimenul final,

am descoperit că mai sunt alte câteva pete

unde marginile sunt pozitive.

Cancerul încă mai există în pacient."

Acum ești nevoit să-i spui pacientului, înainte de toate,

că ar mai avea nevoie de o altă operaţie,

sau că are nevoie de terapie adiţională

cum ar fi radiaţiile sau chimioterapia.

Deci n-ar fi mai bine

dacă am putea ști,

dacă chirurgul ar putea vedea într-adevăr,

dacă mai există sau nu cancer în câmpul operator?

Într-un anume sens

încă mai operăm în întuneric.

În 2004, în timpul rezidenţiatului meu în chirurgie,

am avut marele noroc

să-l cunosc pe Dr. Roger Chen,

care ulterior a câştigat Premiul Nobel pentru chimie

în 2008.

Roger şi echipa sa

lucrau la o modalitate de a detecta cancerul,

şi au conceput o moleculă ingenioasă

pe care au sintetizat-o.

Molecula pe care au conceput-o

avea trei părţi.

Partea principală e partea albastră, polycation,

care practic e foarte lipicioasă

pe fiecare ţesut din corp.

Imaginaţi-vă că faceţi o soluţie

saturată cu acest material lipicios

şi o injectaţi în venele cuiva care are cancer,

totul o să se fie luminat.

Nimic nu va fi specific.

Nu e nici o specificitate acolo.

Deci au adăugat două componente suplimentare.

Primul este un segment polyanionic,

care, practic, acţionează ca un suport

asemănător cu partea din spate a unui abțibild.

Când cele două sunt împreună, molecula e neutră

şi nimic nu devine blocat.

Apoi cele două bucăţi sunt legate

de ceva care poate fi tăiat doar

cu un foarfece molecular potrivit --

de exemplu enzime proteaze

pe care le produc tumorile.

Deci în această situaţie,

dacă faci o soluţie saturată a acestei molecule din trei părți

împreună cu un colorant, indicat în verde,

şi injectezi în vena

cuiva care are cancer,

ţesutul normal nu poate să-o taie.

Molecula trece mai departe şi se elimină.

În schimb, în prezenţa tumorii,

acum există foarfece moleculare

care pot rupe această moleculă

chiar în punctul scindabil.

Şi acum, bum,

tumoarea este etichetată

şi devine fluorescentă.

Iată un exemplu de nerv

care are o tumoare în jur.

Puteţi să vă daţi seama unde este tumoarea?

Eu n-am putut când lucram la asta.

Dar iat-o. E fluorescentă.

Acum e verde.

Vedeţi, acum fiecare persoană din public

poate spune unde se află cancerul.

Putem vedea în sala de operaţie, în câmpul operator,

la nivel molecular,

unde e cancerul, ce trebuie să opereze chirurgul

şi cât de mult mai trebuie extirpat

pentru a elimina totul.

Iar cel mai minunat la fluorescenţă

e faptul că nu e doar luminoasă,

ci poate chiar să strălucească prin ţesut.

Lumina pe care o emite fluorescenţa

poate trece prin ţesut.

Chiar dacă tumoarea nu e chiar la suprafaţă,

poți totuși s-o vezi.

În acest film, puteţi observa

că tumoarea e verde.

Deasupra se află muşchi normal. Vedeţi?

Şi eu dau acel muşchi la o parte.

Dar chiar înainte de a decoji acel muşchi,

aţi văzut că dedesubt exista tumoare.

Exact asta e frumuseţea de-a avea o tumoare

etichetată cu molecule fluorescente.

Poţi vedea nu doar marginile

până la nivel molecular,

ci o poţi vedea chiar dacă nu e deasupra --

chiar dacă se află în afara câmpului vizual.

Metoda funcționează şi pentru ganglionii limfatici metastatici.

Biopsia nodului limfatic santinelă

a schimbat metoda de tratare a cancerului de sân, melanomul.

În trecut femeile suportau

intervenţii chirurgicale debilitante

pentru a exciza toţi ganglionii limfatici axilari.

Dar când metoda ganglionilor limfatici santinelă

a fost introdusă în protocolul tratamentului,

chirurgul practic caută singurul nod

care e primul nod limfatic de drenare a cancerului.

Şi doar dacă acel ganglion are cancer,

femeii i se administrează

disecţia ganglionilor limfatici axilari.

Deci, asta înseamnă

că dacă ganglionul limfatic nu are cancer,

femeia e salvată

de intervenţii chirurgicale inutile.

Dar în prezent investigăm ganglionii limfatici santinelă

cam așa cum citim o hartă rutieră

doar pentru a şti unde să mergem.

Deci, conduceţi pe autostradă

şi doriţi să ştiţi unde-i următoarea benzinărie.

Aveţi o hartă care vă spune că acea benzinărie apare mai departe.

Nu-ţi spune dacă benzinăria

chiar are benzină sau nu.

Trebuie să-l tai afară cu totul, să-l aduci acasă,

să-l tai bucăţele, să te uiţi în interior

şi să constați, "Oh, da, chiar are gaz."

Aşa că asta ia mai mult timp.

Pacienţii sunt încă pe masa de operaţie.

Anesteziştii, chirurgii sunt prin jur, în aşteptare.

Asta ia timp.

Cu tehnologia noastră, ne putem da seama imediat.

Vedeţi o mulţime de umflături mici, rotunde.

Unele dintre ele sunt ganglioni limfatici umflaţi

care par un pic mai mari decât alţii.

Cine n-a avut ganglioni limfatici umflaţi la o răceală?

Asta nu înseamnă că există cancer în interior.

Ei bine, cu tehnologia noastră,

chirurgul poate să-și dea seama imediat

care ganglioni au cancer.

Nu voi elabora foarte mult,

dar tehnologia noastră, pe lângă faptul că poate

marca tumorile și nodurile limfatice metastatice cu fluorescenţă,

poate folosi această moleculă ingenioasă din trei părţi

pentru a eticheta Gd, gadoliniul în sistem

în mod non-invaziv.

Pacientul are cancer,

vreţi să ştiţi dacă ganglionii limfatici au cancer

înainte de-a tăia.

Ei bine, puteţi vedea într-un RMN.

În chirurgie,

e important să ştii ce să tai.

Dar la fel de important

e de-a păstra țesuturile

importante pentru funcţionare.

E foarte importantă evitarea rănirii accidentale.

Şi aici vorbesc despre

nervi.

Nervii, dacă sunt lezați,

pot provoca paralizie,

pot provoca dureri.

În situația cancerului de prostată,

până la 60% din bărbaţi

după operaţia de cancer de prostată

pot avea incontinenţă urinară

şi disfuncţie erectilă.

Asta presupune o grămadă de oameni cu o grămadă de probleme --

şi asta se întâmplă chiar în aşa-numitele

operaţii cu protejarea nervilor,

ceea ce presupune că chirurgul e conştient de problemă,

şi încearcă să evite nervii.

Dar, aceşti nervi subțiri sunt atât de mici,

în contextul cancerului de prostată,

încât nu se văd niciodată.

Sunt urmăriţi

doar prin cunoscuta lor cale anatomică

de-a lungul vascularizaţiei.

Şi sunt știuți deoarece cineva a decis să-i studieze,

ceea ce înseamnă că încă mai învăţăm

pe unde se află.

E o nebunie să gândim că facem chirugie,

că încercăm să excizăm cancerul când nu ştim exact unde este cancerul.

Încercăm să protejăm nervii, dar nu vedem unde sunt.

Aşa că mi-am spus, n-ar fi grozav

dacă am putea găsi o cale

să vedem nervii prin fluorescenţă?

La început n-am obţinut mult sprijin.

Oamenii spuneau, "Am făcut aşa toţi aceşti ani.

Care e problema?

N-am avut chiar aşa multe complicaţii. "

Cu toate astea am insistat.

Şi Roger m-a ajutat.

Şi-a adus întreaga echipă cu el.

Deci iată iar aspectul cu lucrul în echipă.

Şi am descoperit în cele din urmă molecule

care marcau în mod specific nervii.

Când am făcut din asta o soluţie,

și-am adăugat fluorescenţă

şi apoi am injectat-o în corpul unui şoarece,

nervii lor literalmente străluceau.

Puteţi vedea unde sunt.

Aici vă uitaţi la un nerv sciatic al unui şoarece,

şi vedeți că porţiunea asta mare se vede foarte uşor.

Dar la vârful a ceea ce disecam acum,

există linii foarte fine

care nu pot fi văzute.

Vedeți ceva ca nişte mici capete de meduză.

Am putut vedea nervii

pentru expresie facială, mişcare facială, respiraţie --

fiecare nerv în parte --

nervi pentru funcţia de urinare din jurul prostatei.

Am putut vedea fiecare nerv în parte.

Când punem aceste două coduri împreună --

Iată o tumoare.

Ştiţi unde sunt marginile acestei tumori?

Acum ştiţi.

Dar nervul care intră în tumoare?

Porţiunea albă de acolo e uşor de văzut.

Dar partea care intră în tumoare?

Ştiţi unde se duce?

Acum ştiţi.

Practic, am inventat o modalitate

de-a păta ţesutul

şi de-a codifica în culori câmpul operator.

Asta chiar a fost descoperire.

Cred că va schimba modul în care operăm.

Am publicat rezultatele

în monitorul Academiei Naţionale de Ştiinţe

şi în revista Nature Biotechnology.

Am primit comentarii în revista Discover,

în The Economist.

Şi le-am arătat multor colegi chirurgi.

Au spus, "Wow!

Am pacienţi

care ar putea beneficia din asta.

Cred că asta ar duce la rezultate mai bune

în intervenţiile mele chirurgicale

şi mai puţine complicaţii. "

Ceea ce trebuie să se întâmple acum

e dezvoltarea în continuare a tehnologiei noastre

împreună cu dezvoltarea

instrumentelor

care ne permit să vedem

acest tip de fluorescenţă în sala de operaţie.

Scopul final

e să folosim această metodă la pacienţi.

Cu toate acestea, am descoperit

că nu există nici un mecanism simplu

de-a dezvolta o moleculă

pentru o singură utilizare.

E de înţeles, majoritatea industriei medicale

e axată pe folosirea medicamentelor folosite des,

cum ar fi medicamentele pe termen lung.

Suntem axaţi pe îmbunătăţirea acestei tehnologii.

Suntem concentraţi pe adăugarea de medicamente,

pe adăugare de factori de creştere,

care să omoare nervii ce cauzează probleme

dar nu ţesutul din jur.

Ştim că acest lucru poate fi făcut şi ne-am angajat să-l facem.

Aş dori să vă las cu acest gând final.

Succesul unei inovații

nu se rezumă la o singură descoperire.

Nu e un sprint.

Nu e un eveniment doar pentru un singur alergător.

Invenția de succes

e un sport de echipă, e o ştafetă.

O echipă e necesară pentru descoperire

şi o altă echipă

pentru a obţine acceptarea descoperirii şi adoptarea ei.

Şi pentru asta e nevoie de curajul ferm, de lungă durată,

din lupta de zi cu zi

de a educa, de a convinge

şi de a câştiga acceptarea.

Şi asta e lumina care doresc să strălucească

în sănătatea şi medicina de azi.

Mulţumesc mult.

(Aplauze)