Удалить опухоль полностью — это самая важная задача в хирургии рака. Но на деле это часто самая большая трудность. Возьмем, к примеру, рак молочной железы. Врачи до сих пор сталкиваются с тем, что в каждом третьем случае (до 35 процентов) после операции выясняется: край среза нечистый, там остались раковые клетки. Это значит — повторная операция и повышенный риск, что болезнь вернется. Почему так происходит? Потому что ни снимки до операции, ни УЗИ не дают полной картины границ опухоли. Хирургу приходится полагаться на свой опыт и глазомер. Понятно, что медицине позарез нужны технологии, которые позволят видеть опухоль прямо во время операции, как на ладони.

И похоже, такой способ нашелся. Совместная группа ученых из Института науки и технологий Кореи (KIST) под руководством доктора СынБома Су и доктора Сихуна Кима вместе с профессором Хёджин Ли из университетского госпиталя придумали удивительную вещь. Они создали платформу для визуализации прямо во время операции, которая использует полезные бактерии. Этих бактерий специально обучили: они находят опухоль и начинают светиться прямо в ней. Представьте себе неоновую вывеску, которая загорается только там, где прячется рак. Это и есть новый контрастный агент. Хирург заглядывает в операционную рану и видит подсвеченные границы опухоли, что позволяет убрать ее всю без остатка и снизить шанс рецидива.

Подробности опубликованы в издании Advanced Materials.

Как это работает? Ученые создали штамм бактерий с особым свойством: их флуоресцентная система включается исключительно внутри раковой ткани. Это дает доктору возможность в реальном времени видеть, где кончается здоровое и начинается больное. Свечение держится больше трех суток и пробивается даже сквозь толщу сложных внутренних органов. Это как подсветить нужный дом на карте города: все становится очевидным. Опухоль видно невооруженным глазом даже при обычном операционном свете, что сильно облегчает работу врача.

Обычные контрастные вещества часто приходится изобретать отдельно под каждый тип рака. А эта технология работает иначе. Ученые воспользовались двумя общими чертами почти всех солидных опухолей: там мало кислорода (гипоксия) и иммунная система организма их не замечает (иммунный уклон). Поэтому метод подходит для множества разных видов рака. Светится он примерно в пять раз ярче старых агентов, работает в ближнем инфракрасном диапазоне, так что его можно использовать с обычными хирургическими эндоскопами и техникой, которая уже стоит в больницах. Его без проблем можно подключить к роботам-хирургам, что повысит точность и сократит время операции. А то, что он совместим с существующими системами флуоресцентной хирургии, открывает ему прямую дорогу в клиники и на рынок.

Солидные опухоли — это просто плотные, вещественные новообразования, которые состоят из соединительной ткани и клеток рака. Их можно увидеть, пощупать, и они находятся в каком-то одном месте (например, в легком, печени или груди). Их отличают от «жидких» раков, вроде лейкозов, которые живут в крови и не имеют четкой локализации.

Но ученые смотрят еще дальше. Они хотят превратить эту бактериальную платформу в целую систему, которая будет и диагноз ставить, и в операции помогать, и лечить. Раз эти бактерии сами находят опухоль, почему бы не нагрузить их противораковыми лекарствами или белками? Сейчас команда работает над тем, чтобы объединить технологию с медицинской визуализацией, точной доставкой лекарств и проводит все проверки безопасности для выхода в клинику.

Доктор СынБом Су из KIST так и сказал:

Наша работа показывает новый подход, где бактерии сами находят рак и подают световой сигнал. Это позволяет хирургу в реальном времени видеть границы опухоли. А так как метод подходит для разных типов солидных опухолей, он вполне может стать новым стандартом в точной хирургии.

Если задуматься, польза здесь огромная и очень практичная. Для науки это сдвиг в сторону «умных» инструментов. Вместо того чтобы заливать в пациента что-то однотипное, мы начинаем использовать живых агентов, которые работают точечно. Это открывает дорогу для целого класса подобных технологий, где бактерии будут не только светиться, но и, скажем, забирать образцы ткани или прицельно влиять на микросреду опухоли.

В реальной жизни польза еще очевиднее. Во-первых, это меньше повторных операций. Для пациента это не просто строчка в медкарте, а целая жизнь без наркоза, без нового разреза, без страха «а вдруг опять не помогло». Во-вторых, это скорость. Если границы видны сразу, операция идет быстрее, а значит, меньше риска осложнений. В-третьих, это массовость. Технология обещает быть дешевле и проще в адаптации, чем разработка отдельных лекарств под каждую редкую опухоль. В итоге она может дойти до больниц, которые сейчас не могут позволить себе суперсовременные молекулярные методы диагностики.

Несмотря на всю красоту идеи, к ней есть один серьезный вопрос — биобезопасность. Мы вводим в организм живые генетически модифицированные бактерии. Да, они «полезные» и обученные, но это все же чужеродные агенты. Как поведут себя эти бактерии в организме ослабленного онкологического больного? Не вызовут ли они неконтролируемый иммунный ответ, сепсис или другие непредсказуемые реакции, особенно если иммунитет пациента уже подорван химиотерапией? Исследователи говорят о проверках безопасности, но это самый тонкий момент. Пока мы не увидим убедительных данных, что бактерии полностью выводятся из организма или надежно контролируются и не мутируют, говорить о массовом внедрении рано. Кроме того, даже если они безопасны, нужно понимать, как их присутствие повлияет на заживление тканей после операции. Это не просто красивая подсветка, это внедрение живого организма в стерильную в идеале зону хирургического вмешательства.

Ранее ученые выяснили, как бактерии запускают рак.