Tumoroperation Neuer Stift erkennt Krebsgewebe in Sekunden

Wo hört der Tumor auf, wo fängt gesundes Gewebe an? Bei Krebsoperationen kann es auf Millimeter ankommen. Ein neues Gerät soll Ärzten künftig in Sekundenschnelle Antworten geben - ohne einen Schnitt.

Gewebeanalyse mit dem Stift
DPA/ Vivian Abagiu/ UT

Gewebeanalyse mit dem Stift


Gewebeuntersuchungen während einer Operation kosten wertvolle Zeit. Mit einem stiftartigen Gerät können Ärzte künftig in wenigen Sekunden zwischen Tumor- und gesundem Gewebe entscheiden.

Das Gerät namens MasSpec Pen analysiert die Areale per Massenspektrometrie, ohne dabei Gewebe zu schädigen. Bei dem Verfahren wird die Masse von Molekülen bestimmt. In Tests an Proben von vier Tumorarten kam der neuartige Stift auf eine Zuverlässigkeit von mehr als 96 Prozent.

Mit dem Stift könne man bei Eingriffen Tumore vollständig entfernen und gleichzeitig möglichst viel gesundes Gewebe erhalten, schreiben US-Forscher um Livia Eberlin von der University of Texas in Austin im Fachblatt "Science Translational Medicine". Die Studie zeige die aktuelle Leistungsfähigkeit von Massenspektrometern, sagt Bernhard Spengler von der Universität Gießen, Experte für bioanalytische Massenspektrometrie.

Zeitintensive Laboruntersuchungen

Die Entfernung eines Tumors ist für Chirurgen oft eine Gratwanderung: Sie sollen einerseits das Karzinom komplett herausschneiden, andererseits aber gesundes Gewebe möglichst verschonen - insbesondere etwa bei Tumoren im Gehirn, wo es auf jeden Millimeter ankommen kann. "Wenn man mit Krebspatienten nach der Operation spricht, sagen viele als Erstes "Ich hoffe, der Chirurg hat den ganzen Tumor entfernt"", sagt Eberlin.

Gewebeuntersuchungen im Labor sind derzeit allerdings sehr zeitintensiv: Wenn sie während des Eingriffs erfolgen, müssen die Proben ins Labor gebracht, präpariert und analysiert werden. Das dauere etwa 30 Minuten, erhöhe das Risiko für Infektionen und erfordere eine höhere Dosis des Narkosemittels, schreiben die Autoren.

Der Stift erkennt krebstypische Moleküle per Massenspektrometrie. "Krebszellen haben einen veränderten Stoffwechsel", erläutert Eberlin. "Weil die Abbauprodukte von Krebs und normalen Zellen so verschieden sind, extrahieren und analysieren wir sie mit dem MasSpec Pen, um einen molekularen Fingerabdruck des Gewebes zu bekommen."

Dabei gibt der Chirurg mit dem Stift ein Wassertröpfchen auf das Gewebe, in dem sich dann Moleküle lösen. Das Gemisch wird danach durch einen zweiten Kanal im Stift und einen angeschlossenen Schlauch in das Massenspektrometer geleitet. Dieser analysiert die Moleküle, gleicht das Profil mit einer Datenbank ab und zeigt das Resultat in zehn Sekunden auf einem Monitor an.

Keine erkennbaren Schäden

In einem ersten Test an rund 250 menschlichen Gewebeproben von Brust, Lunge, Schilddrüse und Eierstock erkannte das Gerät das Gewebe in mehr als 96 Prozent der Fälle richtig. Bei Schilddrüsenkrebs konnte es gutartige von bösartigen Tumoren unterschieden, bei Lungenkrebs den Tumortyp klassifizieren. Auch bei Mäusen mit Tumoren nutzten die Forscher das Gerät - ohne dass dem Gewebe erkennbare Schäden zugefügt wurden. Ab kommendem Jahr wollen sie den Stift bei Operationen testen.

Mit dem "intelligenten Messer" (iKnife) gibt es bereits ein Gerät, das Gewebe während des Eingriffs in Echtzeit per Massenspektrometrie analysiert. Dieses Elektroskalpell zersetzt das Gewebe durch Hitze und saugt den Rauch an. Die Bestandteile werden dann in Sekundenschnelle ausgewertet. Das Gerät, das zurzeit nur zu Forschungszwecken eingesetzt wird, erfordert aber den Schnitt durch das Gewebe.

"Wenn wir Patienten eine präzisere Operation, eine schnellere Operation oder eine sicherere Operation anbieten können, dann wollen wir das tun", sagt Co-Autor James Suliburk vom Baylor College of Medicine in Houston. Die neue Technologie umfasse alle drei Aspekte.

Viele Hürden vor Einführung

"Das ist eine sehr schöne Machbarkeitsstudie", sagt der Gießener Experte Spengler, der an der Arbeit nicht beteiligt war, "Man kann auf molekularer Ebene mit Massenspektrometern sehr viel mehr Detailinformationen bekommen als derzeit mit klassischen Labormethoden. Der Weg ist der richtige." Bis das Gerät aber im klinischen Alltag genutzt werden könne, müsse es noch viele regulatorische und technologische Hürden nehmen.

Für Karl-Christian Schäfer von der Universität Gießen, der das intelligente Messer mitentwickelte, hat das neue Gerät im Vergleich dazu Vor- und Nachteile. Vorteilhaft sei, dass der Stift das untersuchte Gewebe tatsächlich nicht schädige - dafür müsse der Chirurg aber immer wieder das Skalpell gegen den Stift tauschen. Das intelligente Messer sei dagegen ein Elektroskalpell mit analytischer Zusatzfunktion.

Wichtig sei, wie gut sich diverse Moleküle in Wassertropfen lösen. Das müsse der klinische Einsatz insbesondere für die weniger wasserlöslichen Lipide zeigen. Klären müsse man zudem, wie das Gerät während der Operation reagiere, wenn es mit vielen Flüssigkeiten wie etwa Blut in Kontakt komme. Generell sei die ermittelte Zuverlässigkeit von gut 96 Prozent aber ein solider Wert, sagt der Chemiker.

Walter Willems, dpa/brt

insgesamt 26 Beiträge
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Seite 1
sa7ra9 08.09.2017
1. x
Solche Meldungen sind so typisch für, die Laienpresse - es wird der Eindruck erweckt, dass demnächst einfach mal so ein bisschen Gewebe in Sekunden auf Tumorgewebe gescannt wird - never ever. Wenn genau, dieses beschriebene Produkt jemals auf den Markt kommt - sodass es Standard in mindestens jeder Deutschen Uni Klinik ist - werden locker 10 Jahre !!! vergehen.
Newspeak 08.09.2017
2. ...
Zitat von sa7ra9Solche Meldungen sind so typisch für, die Laienpresse - es wird der Eindruck erweckt, dass demnächst einfach mal so ein bisschen Gewebe in Sekunden auf Tumorgewebe gescannt wird - never ever. Wenn genau, dieses beschriebene Produkt jemals auf den Markt kommt - sodass es Standard in mindestens jeder Deutschen Uni Klinik ist - werden locker 10 Jahre !!! vergehen.
Mag sein. Es wird vor allem deshalb so lange dauern, weil erst tausend Ethikkommissionen tagen und entscheiden muessen und noch eine und noch eine und noch eine Studie gemacht werden muss. Technisch gaebe es bei einem Massenspektrometer eigentlich keinen Grund, warum es nicht morgen schon im OP stehen koennte, die Technik ist "uralt" und die Geraete sind halbwegs ueberschaubar komplex und "billig", verglichen mit vielem Anderen, was in deutschen Kliniken herumsteht. Vielleicht muss man aber auch davon wegkommen, dass alles immer ueberall rumzustehen hat. Es waere durchaus sinnvoll manche Dinge zu buendeln und Expertenzentren aufzubauen, als jeden selbsternannten Experten irgendwo sitzen zu haben, der gar nicht auf die Fallzahlen und die Erfahrung kommt.
keinguternamemehrfrei 08.09.2017
3.
Hm, mag sein. Schreit aber nach Engpass und Wartezeit. Sinnvoll wäre auch ein Gerät, mit dem ganz normale Chirurgen erkennen, wo Krebszellen sind und wo nicht.
Newspeak 09.09.2017
4. ...
Zitat von keinguternamemehrfreiHm, mag sein. Schreit aber nach Engpass und Wartezeit. Sinnvoll wäre auch ein Gerät, mit dem ganz normale Chirurgen erkennen, wo Krebszellen sind und wo nicht.
Tun sie doch mit diesem Stift. Da wertet doch keim Chirurg irgendwelche Massenpeaks aus. Das Massenspektrum wird aufgenommen, stellt in seiner Gesamtheit einen charakteristischen Fingerprint dar, wird mit einer Datenbank verglichen, es wird eirgendein Uebereinstimmungsscore berechnet und der wird dann graphisch ausgegeben, am Besten als Ampel (gruen ok, gelb unklar, rot Krebs), oder Smiley, etc. Evtl. auch detailierter, je nachdem was der Experte im OP moechte und womit er etwas anfangen kann. Das geht alles in allem in Sekunden.
mrotz 09.09.2017
5.
Und weil man dann lieber noch 10 Jahre mit Bürokratie vergeudet, kostet das Gerät, das sich in den nächsten 10 Jahren nicht großartig verändern wird, am Ende so viel, daß es aus Kostengründen weder angeschafft noch eingesetzt werden wird.... mfg
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