New technique targets cancer tissues. Una nuova tecnica individua i tessuti invasi dal cancro.
The technology was developed in the Aston Lab of Purdue’s College of Science, which is led by Graham Cooks.
It is claimed that the team’s mass spectrometry imaging technique could determine if the microscopic cancerous tissue is still present in a sample, and provide more information to influence a surgeon’s decisions regarding further tissue removal.
Team member Valentina Pirro, a research scientist in Purdue’s Department of Chemistry, said in a statement that other mass spectrometry techniques have limitations.
“Mass spectrometry can identify and measure molecules within a tissue by measuring a signal that relates to the mass and structure of the molecule. It can be used in cancer diagnostics because it’s able to monitor the differential distribution of lipids or malformed metabolites that distinguish normal and cancerous tissue,” she said. “With some form of mass spectrometry imaging, the chemicals or solvents used in the process can often destroy the tissue sample. Essentially, you have one shot at getting the data and then the sample is gone.”
Cooks and his research team have developed a morphologically friendly method for tissue imaging that can be used to perform Desorption Electrospray Ionisation Mass Spectrometry (DESI-MS).
“Our method allows researchers to choose solvent combinations that don’t affect the morphology, or form, of the tissue. This means the tissue’s native structure is preserved and after the experiment, you’re able to take your tissue and stain it or use it for other experiments to retrieve complementary chemical information,” Pirro said.
“The analysis is extremely simple and straightforward because we can analyze tissue sections or smears with no sample preparation and then validate our results with standard histopathology. Essentially this solvent is used as a spray that is directed onto a small area of a sample and extracts molecules contained within.”
This assessment can be completed quickly while in the operating room, without interfering with the surgery, said Pirro.
“We were able to modify a commercial DESI-MS instrument so that it sits on top of a cart as a standalone system and can be easily wheeled into the operating room when needed. Once a surgeon resects a small biopsy, we can smear it on a glass slide and analyze it as is. After a few minutes we can tell the surgeon if the tumor is still present in the tissue sample and estimate the percentage of infiltration,” she said.
Pirro said that preoperative MRI images are typically used to help guide surgeons but they have limitations.
“Preoperative MRI images don’t always precisely translate to the area of surgery,” she said. “Additionally, there may be high infiltration of the tumor beyond what the MRI image is able to see. These limitations can cause difficulty in safely removing as much of the tumor as possible.”
The technical challenges for brain tumor surgery and treatment applications helped lead the research team to this expanded use of the technology.
“Brain tumors are specifically complicated because they infiltrate into the brain and don’t make clear borders,” Pirro said. “In order to make sure the patient has the highest chance of survival, it’s imperative that as much cancer tissue as possible is removed while trying to minimize neurological damages.”
ITALIANO
L'innovazione dell'Università Purdue sviluppata per la chirurgia del tumore cerebrale è stata ampliata per fornire ai medici uno strumento di valutazione per conservare, analizzare e rimuovere i tessuti del cancro.
La tecnologia è stata sviluppata nell'Acton Lab di Purdue's College of Science, guidata da Graham Cooks.
Si afferma che la tecnica di spettrometria di massa del gruppo potrebbe determinare se il tessuto canceroso microscopico è ancora presente in un campione e fornire ulteriori informazioni per influenzare le decisioni del chirurgo per quanto riguarda ulteriori rimozione dei tessuti.
Il membro del gruppo Valentina Pirro, ricercatore di ricerca nel Dipartimento di Chimica di Purdue, ha dichiarato in una dichiarazione che altre tecniche di spettrometria di massa hanno limitazioni.
"La spettrometria di massa può identificare e misurare le molecole all'interno di un tessuto misurando un segnale che si riferisce alla massa e alla struttura della molecola. Può essere utilizzata nella diagnostica del cancro perché è in grado di monitorare la distribuzione differenziale di lipidi o metaboliti malformati che distinguono il tessuto normale e canceroso ", ha detto. "Con una qualche forma di spettrometria di massa, le sostanze chimiche o i solventi utilizzati nel processo possono spesso distruggere il campione di tessuto. In sostanza, effettui un'analisi per ottenere i dati e poi il campione viene distrutto. "
Cooks e il suo gruppo di ricerca hanno sviluppato un metodo morfologicamente amichevole per l'analisi dell'immagine dei tessuti che può essere utilizzato per eseguire la desintesi di spettrometria di massa di ionizzazione in elettrospray (DESI-MS).
"Il nostro metodo consente ai ricercatori di scegliere combinazioni di solventi che non influenzano la morfologia o la forma del tessuto. Ciò significa che la struttura nativa del tessuto è conservata e dopo l'esperimento, è possibile prendere il tessuto e macchiarlo o utilizzarlo per altri esperimenti per recuperare informazioni chimiche complementari ", ha detto Pirro.
"L'analisi è estremamente semplice perché possiamo analizzare le sezioni o gli strati del tessuto senza preparazione del campione e quindi convalidare i nostri risultati con istopatologia standard. Essenzialmente questo solvente viene utilizzato come spray che è diretto su una piccola area di un campione e estrae le molecole contenute all'interno. "
Questa valutazione può essere completata rapidamente durante l'intervento in sala operatoria, senza interferire con l'intervento chirurgico, ha affermato Pirro.
"Siamo stati in grado di modificare uno strumento commerciale DESI-MS in modo che si trovi in cima a un carrello come un sistema autonomo e possa essere facilmente ruotato nella sala operatoria quando necessario. Una volta che un chirurgo risolve una piccola biopsia, possiamo spalmarla su una lastra di vetro e analizzarla come è. Dopo pochi minuti possiamo dire al chirurgo se il tumore è ancora presente nel campione di tessuto e stimare la percentuale di infiltrazione ", ha detto.
Pirro ha affermato che le immagini MRI preoperatoria sono tipicamente utilizzate per aiutare i chirurghi, ma hanno limitazioni.
"Le immagini MRI preoperatorie non sempre si traducono in modo preciso nell'area della chirurgia", ha detto. "Inoltre, ci può essere un'alta infiltrazione del tumore oltre a ciò che l'immagine della MRI è in grado di vedere. Queste limitazioni possono causare difficoltà a rimuovere sicuramente il maggior numero possibile del tumore ".
Le sfide tecniche per la chirurgia e le applicazioni di trattamento del tumore cerebrale hanno contribuito a guidare il gruppo di ricerca a questo uso esteso della tecnologia.
"I tumori cerebrali sono particolarmente complicati perché si infiltrano nel cervello e non delimitano chiari confini", ha detto Pirro. "Per assicurarsi che il paziente abbia le maggiori probabilità di sopravvivenza, è indispensabile che il maggior numero di tessuti del cancro sia rimosso cercando di minimizzare i danni neurologici".
Da:
https://www.theengineer.co.uk/cancer-cancerous-tumour/?cmpid=tenews_3723838&adg=CA40D8F0-63B9-4BE1-90A0-3379B1DDE40E
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