استارت‌آپ به جراحان دیدی بی‌درنگ از سرطان سینه در طول جراحی می‌دهد | اخبار MIT

سرطان سینه است دومین مورد رایج نوع سرطان و علت مرگ و میر ناشی از سرطان برای زنان در ایالات متحده، به طور کلی از هر هشت زن یک نفر را تحت تاثیر قرار می دهد.

اکثر زنان مبتلا به سرطان سینه برای برداشتن تومور و لبه بافت سالم اطراف تومور تحت عمل جراحی لامپکتومی قرار می گیرند. پس از عمل، بافت برداشته شده به پاتولوژیست فرستاده می شود تا علائم بیماری را در لبه بافت ارزیابی شده جستجو کند. متأسفانه، حدود 20 درصد از زنانی که لامپکتومی می‌کنند باید برای برداشتن بافت بیشتری تحت عمل جراحی دوم قرار گیرند.

در حال حاضر، یک spinout MIT به جراحان دیدی بی‌درنگ از بافت سرطانی در طول جراحی می‌دهد. Lumicell یک دستگاه دستی و یک عامل تصویربرداری نوری ساخته است که در صورت ترکیب، به جراحان اجازه می‌دهد تا بافت داخل حفره جراحی را برای تجسم سلول‌های سرطانی باقی‌مانده اسکن کنند. جراحان این تصاویر را روی یک مانیتور می بینند که می تواند آنها را برای برداشتن بافت اضافی در طول عمل راهنمایی کند.

در یک کارآزمایی بالینی روی 357 بیمار، فناوری Lumicell نه تنها نیاز به جراحی های دوم را کاهش داد، بلکه بافت مشکوک به داشتن سلول های سرطانی را نشان داد که ممکن است در غیر این صورت توسط استاندارد مراقبت لامپکتومی از قلم افتاده باشند.

این شرکت در اوایل سال جاری تأییدیه سازمان غذا و داروی ایالات متحده را برای این فناوری دریافت کرد، که نقطه عطف مهمی برای لومیسل و بنیانگذاران، از جمله اساتید MIT لیندا گریفیث و مونگی باوندی به همراه نامزد دکتری W. David Lee ’69, SM ’70 است. بسیاری از کارهای اولیه توسعه و آزمایش این سیستم در مؤسسه کخ برای تحقیقات سرطان یکپارچه در MIT انجام شد که از سال 2008 آغاز شد.

تأییدیه FDA همچنین برای برخی از اعضای تیم لومیسل، از جمله گریفیث، که دو بار از سرطان سینه جان سالم به در برد، و لی، که درگذشت همسرش از این بیماری در سال 2003 مسیر زندگی او را تغییر داد، اهمیت شخصی عمیقی داشت.

رویکردی میان رشته ای

لی به مدت 25 سال قبل از تشخیص سرطان سینه همسرش، یک گروه مشاوره فناوری را اداره کرد. تماشای مبارزه او با این بیماری به او الهام بخش شد تا فناوری هایی را توسعه دهد که می تواند به بیماران سرطانی کمک کند.

همسایه او در آن زمان تایلر جکس، مدیر مؤسس مؤسسه کخ بود. جکس لی را به یک سری جلسات در کخ با حضور پروفسورهای رابرت لانگر و باوندی دعوت کرد و لی سرانجام در سال 2008 به عنوان یک افسر برنامه یکپارچه به مؤسسه کخ پیوست، جایی که او شروع به کاوش در رویکردی برای بهبود تصویربرداری در موجودات زنده با وضوح تک سلولی کرد. با استفاده از دوربین های دستگاه شارژ (CCD)

لی توضیح می‌دهد: «پیکسل‌های CCD در آن زمان هر کدام ۲ یا ۳ میکرون بودند و فاصله‌شان ۲ یا ۳ میکرون بود. بنابراین ایده بسیار ساده بود: تثبیت دوربین روی یک دستمال به گونه ای که با تنفس حیوان حرکت کند، بنابراین پیکسل ها اساساً بدون هیچ گونه بزرگنمایی خیالی با سلول ها در یک راستا قرار گیرند.

این کار باعث شد که لی به طور منظم با یک گروه چند رشته ای از جمله بنیانگذاران Lumicell باوندی، که در حال حاضر پروفسور لستر ولف شیمی در MIT و برنده جایزه نوبل شیمی 2023 است، ملاقات کند. گریفیث، استاد دانشکده مهندسی آموزش نوآوری در دپارتمان مهندسی بیولوژیک MIT و یکی از اعضای هیئت علمی خارج از دانشگاه در موسسه کخ. رالف وایسلدر، استاد دانشکده پزشکی هاروارد؛ و دیوید کرش، سابقاً فوق دکترای مؤسسه کخ و اکنون دانشمند مرکز سرطان پرنسس مارگارت است.

گریفیث به یاد می‌آورد: «بعدازظهرهای جمعه دور هم جمع می‌شدیم و مونگی به ما کمی شیمی یاد می‌داد، لی به ما مهندسی می‌گفت و دیوید کرش مقداری زیست‌شناسی تدریس می‌کرد.

از طریق آن جلسات، محققان شروع به بررسی اثربخشی ترکیب رویکرد تصویربرداری لی با پروتئین های مهندسی شده کردند که در جایی که سیستم ایمنی با لبه تومورها برخورد می کند، برای استفاده در طول جراحی روشن می شود. برای شروع آزمایش این ایده، این گروه از برنامه تحقیقات مرزی موسسه Koch از طریق صندوق تحقیقات سرطان مرمر کتی و کرت بودجه دریافت کرد.

لی می‌گوید: «بدون این حمایت، هرگز این اتفاق نمی‌افتاد. زمانی که من در دانشگاه MIT در حال یادگیری زیست‌شناسی بودم، هنوز ژنتیک در کتاب‌های درسی وجود نداشت. اما مؤسسه کخ آموزش، بودجه و مهمتر از همه، ارتباط با اعضای هیئت علمی را فراهم کرد که مایل بودند به من زیست شناسی بیاموزند.

در سال 2010، گریفیث به سرطان سینه مبتلا شد.

گریفیث می‌گوید: «با گذراندن آن تجربه شخصی، تأثیری را که می‌توانستیم داشته باشیم، درک کردم. من وضعیت بسیار غیرعادی و نوع بدی از تومور داشتم. همه چیز اعصاب خردکن بود، اما یکی از اعصاب خردکن ترین زمان ها منتظر بودم تا بفهمم که آیا حاشیه تومور من بعد از جراحی پاک شده است یا خیر. من به عنوان یک بیمار آن عدم اطمینان و ترس را تجربه کردم، بنابراین به شدت نسبت به مأموریت خود حساس شدم.

رویکردی که بنیانگذاران لومیسل در نهایت به آن دست یافتند، دو تا شش ساعت قبل از عمل جراحی، زمانی که بیماران عامل تصویربرداری نوری را از طریق IV دریافت می‌کنند، آغاز می‌شود. سپس در حین جراحی، جراحان از دستگاه تصویربرداری دستی لومیسل برای اسکن دیواره‌های حفره پستان استفاده می‌کنند. نرم افزار تشخیص سرطان لومیسل نقاطی را نشان می دهد که مناطق مشکوک به سرطان باقیمانده را بر روی مانیتور کامپیوتر برجسته می کند و جراح می تواند سپس آنها را حذف کند. این فرآیند به طور متوسط ​​کمتر از 7 دقیقه به عمل اضافه می کند.

«فناوری که ما توسعه داده‌ایم به جراح اجازه می‌دهد تا حفره واقعی را اسکن کند، در حالی که آسیب شناسی فقط به توده برداشته شده نگاه می‌کند و [pathologists] لی می گوید: ارزیابی خود را بر اساس نگاه کردن به حدود 1 یا 2 درصد از سطح زمین انجام می دهند. ما نه تنها سرطانی را شناسایی می کنیم که برای از بین بردن بالقوه جراحی دوم باقی مانده است، بلکه بسیار مهم است، سرطانی را در برخی از بیماران می یابیم که در پاتولوژی یافت نمی شوند و ممکن است جراحی دوم ایجاد نکنند.”

کشف انواع دیگر سرطان

Lumicell در حال حاضر در حال بررسی است که آیا عامل تصویربرداری آن در سایر انواع تومور از جمله پروستات، سارکوم، مری، معده و غیره فعال می شود یا خیر.

لی بین سال‌های 2008 تا 2020 لومیسل را اداره می‌کرد. پس از کناره‌گیری از سمت مدیرعاملی، او تصمیم گرفت به MIT بازگردد تا دکترای خود را در علوم اعصاب بگیرد، 50 سال کامل از زمانی که او مدرک کارشناسی ارشد خود را دریافت کرد. مدت کوتاهی پس از آن، هاوارد هچلر به عنوان رئیس و مدیر عملیات لومیسل مسئولیت را بر عهده گرفت.

با نگاهی به گذشته، گریفیث فرهنگ یادگیری MIT را برای تشکیل Lumicell اعتبار می‌داند.

«افرادی مانند دیوید [Lee] گریفیث می گوید و مونگی به حل مشکلات اهمیت می دهد. “آنها از نظر فنی درخشان هستند، اما همچنین عاشق یادگیری از افراد دیگر هستند، و این چیزی است که MIT را خاص می کند. مردم نسبت به آنچه می‌دانند مطمئن هستند، اما از این نظر راحت هستند که همه چیز را نمی‌دانند، که باعث ایجاد همکاری عالی می‌شود. ما با هم کار می کنیم تا کل از مجموع اجزا بزرگتر باشد.»