Израильские ученые проверяют: удалены ли при операции все раковые клетки

Онкологическая хирургия сопряжена с рядом опасностей, и одна из них заключается в том, что в ходе операции опухолевая ткань может быть не удалена полностью. К сожалению, современные методы обнаружения остатков пораженной раком ткани или метастазов, оставшихся после удаления первичной опухоли – сравнительно медленные, а задержка получения результатов гистологического исследования на несколько дней, а то и недель, может иметь решающее значение для предотвращения рецидива.

В настоящее время междисциплинарная группа израильских биологов, ученых, работающих в области компьютерных наук, инженеров и врачей разрабатывает новую систему для обнаружения любых раковых клеток, оставшихся в брюшной полости, в режиме реального времени – то есть во время операции.

Система уже проходит первоначальное тестирование, но может пройти несколько лет, прежде чем она будет установлена в больницах. Однако сам факт ее разработки радует.

Группа исследователей из Института технических решений института Зимина по разработке инженерных решений улучшения качества жизни при тель-авивском университете, возглавляемая профессором Ноамом Шомроном и докторантом Артемом Данилевским, работает совместно с доктором Гаем Лахатом и доктором Шелли Левенштейн из тель-авивского медицинского центра Сураски, более известным под названием больницы «Ихилов».

Чтобы было ясно – ученые стремятся разработать методику быстрого обнаружения остатков раковой ткани во время любых онкологичесих операций, а не только в случае опухолей, находящихся в брюшной полости, но в поисках подтверждения своей концепции они начали свои исследования именно в этой более узкой области.

Концепция основана на возможности быстро выявлять генетические различия между нормальными и раковыми клетками, обнаруженными в физиологическом растворе, который используется для промывания внутренних органов брюшной полости во время операции, объясняет профессор Шомрон. Физраствор пропускают через устройство для секвенирования ДНК, которое называется MinION и производится компанией Oxford Nanopore Technologies.

Получение ответа на вопрос – присутствуют или нет раковые клетки, источник которых в остатках первичной опухоли или метастазах — может занять от нескольких минут до нескольких часов. В любом случае, это лучше, чем дни или недели.

Каким образом достигается этот результат? Вот тут на сцену и выходят компьютерщики, как объясняет Шомрон: система искусственного интеллекта снабжается данными о раковых и нормальных клетках.

Это похоже на то, как Google узнает, изображена на вашей фотографии кошка или собака, говорит он. После того, как ИИ самостоятельно изучит отличительные особенности кошек и собак, он сможет отличить их на других фотографиях, которые  никогда раньше не видел. Вроде того, как узнают мир маленькие дети: научите их различать животных, а затем, куда бы они ни пошли, они будут знать, что это за хвостатое существо перед ними — кошка или собака.

«То же самое мы в данном случае делаем с компьютерной системой: показываем ей раковые и нормальные ДНК и просим найти различия, а затем она научится отличать нормальные клетки от больных», — говорит Шомрон.

Существуют общие различия между раковыми и нераковыми клетками, которые компьютер MinION сможет определить. Иногда эти различия сводятся к эпигенетике.

Отвечая на вопрос о вероятности ложных оценок, Шомрон говорит, что аппарат не предназначен для проведения диагностики. Он разрабатывается исключительно для того, чтобы помочь врачам в принятии решений, предупредить их о том, что таящие в себе опасность ткани могут остаться в области проведения операции. Врач должен решить, что делать, и в случае получения в ходе операции положительного результата, возможно, более основательно промыть внутренности пациента.

До того момента, когда аппарат MinION, способный обнаруживать рак, будет установлен в операционных, может пройти несколько лет, но хорошие новости состоят в том, что когда это действительно произойдет, он будет мобильным и относительно дешевым. По словам Шомрона, рано говорить о возможной  стоимости аппарата, но она будет составлять лишь малую долю того, во что обходится современное оборудование для генетического секвенирования.

Тем временем, пробная модель аппарата, установленная в операционной доктора Лахата, которая анализирует образцы физраствора, собранные в брюшной полости стараниями доктора Левенштейн, уже действует. Если анализ жидкости выдает положительный результат на наличие раковой ДНК, Лахат в операционной проводит химиотерапию брюшной полости и ее повторное промывание физраствором. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет получен отрицательный результат – который в этом случае является положительным.

Рут Шустер, «ХаАрец», М.Р. Фото: Моти Мильрод