El cáncer de mama es el segundo más común tipo de cáncer y la principal causa de muerte por cáncer entre las mujeres en los Estados Unidos, afectando a una de cada ocho mujeres en general.
La mayoría de las mujeres con cáncer de mama se someten a una tumorectomía para extirpar el tumor y un margen de tejido sano que lo rodea. Después del procedimiento, el tejido extirpado se envía a un patólogo para buscar signos de enfermedad en el borde del tejido evaluado. Desafortunadamente, alrededor del 20 por ciento de las mujeres que se someten a una lumpectomía deben someterse a una segunda cirugía para extirpar más tejido.
Ahora, una empresa derivada del MIT ofrece a los cirujanos una visión en tiempo real del tejido canceroso durante la cirugía. Lumicell ha desarrollado un dispositivo portátil y un agente de imágenes ópticas que, cuando se combinan, permiten a los cirujanos escanear el tejido dentro de la cavidad quirúrgica para visualizar células cancerosas residuales. Los cirujanos ven estas imágenes en un monitor que puede guiarlos para eliminar el tejido sobrante durante el procedimiento.
En un ensayo clínico de 357 pacientes, la tecnología de Lumicell no solo redujo la necesidad de segundas cirugías, sino que también detectó tejido sospechoso de contener células cancerosas que de otro modo podrían no haber sido detectadas mediante la lumpectomía estándar.
La compañía recibió la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. para la tecnología a principios de este año, lo que marcó un hito importante para Lumicell y sus fundadores, que incluyen a los profesores del MIT Linda Griffith y Moungi Bawendi junto con el candidato doctoral W. David Lee ’69, SM ’70. Gran parte del trabajo inicial para desarrollar y probar el sistema se llevó a cabo en el Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, a partir de 2008.
La aprobación de la FDA también tuvo un profundo significado personal para algunos de los miembros del equipo de Lumicell, incluido Griffith, dos veces sobreviviente de cáncer de mama, y Lee, cuya esposa pasó de la enfermedad en 2003 a cambiar el curso de su vida.
Un enfoque interdisciplinario
Lee dirigió un grupo de consultoría tecnológica durante 25 años antes de que a su esposa le diagnosticaran cáncer de mama. Ver cómo luchó contra la enfermedad lo inspiró a desarrollar tecnologías que podrían ayudar a los pacientes con cáncer.
Su vecino en ese momento era Tyler Jacks, director fundador del Instituto Koch. Jacks invitó a Lee a una serie de reuniones en Koch en las que participaron los profesores Robert Langer y Bawendi, y Lee finalmente se unió al Instituto Koch como responsable del programa integrador en 2008, donde comenzó a explorar un enfoque para mejorar la obtención de imágenes de organismos vivos con imágenes únicas de alta resolución. -Celda que utiliza cámaras de dispositivo de carga acoplada (CCD).
“Los píxeles del CCD en ese momento tenían cada uno 2 o 3 micrones y estaban separados por 2 o 3 micrones”, explica Lee. “Así que la idea era muy simple: estabilizar una cámara en un tejido para que se mueva con la respiración del animal, de modo que los píxeles básicamente se alineen con las células sin ningún zoom sofisticado”.
Este trabajo llevó a Lee a comenzar a reunirse periódicamente con un grupo multidisciplinario que incluía a los cofundadores de Lumicell, Bawendi, actualmente profesor de química Lester Wolfe en el MIT y ganador del Premio Nobel de Química 2023; Griffith, profesor de Innovación Docente de la Facultad de Ingeniería en el Departamento de Ingeniería Biológica del MIT y miembro del cuerpo docente externo del Instituto Koch; Ralph Weissleder, profesor de la Facultad de Medicina de Harvard; y David Kirsch, ex postdoctorado en el Instituto Koch y ahora científico en el Centro Oncológico Princess Margaret.
“Los viernes por la tarde nos reuníamos y Moungi nos enseñaba algo de química, Lee nos enseñaba algo de ingeniería y David Kirsch nos enseñaba algo de biología”, recuerda Griffith.
A través de esas reuniones, los investigadores comenzaron a explorar la efectividad de combinar el enfoque de imágenes de Lee con proteínas diseñadas que iluminarían dónde el sistema inmunológico se encuentra con el borde de los tumores, para su uso durante la cirugía. Para comenzar a probar la idea, el grupo recibió financiación del Programa de Investigación Fronteriza del Instituto Koch a través del Fondo de Investigación del Cáncer Kathy y Curt Marble.
“Sin ese apoyo, esto nunca habría sucedido”, afirma Lee. “Cuando estudiaba biología en el MIT, la genética aún no estaba en los libros de texto. Pero el Instituto Koch me proporcionó educación, financiación y, lo más importante, conexiones con profesores que estaban dispuestos a enseñarme biología”.
En 2010, a Griffith le diagnosticaron cáncer de mama.
“Al pasar por esa experiencia personal, me di cuenta del impacto que podríamos tener”, dice Griffith. “Tuve una situación muy inusual y un tipo de tumor malo. Todo esto fue estresante, pero uno de los momentos más estresantes fue esperar para saber si los márgenes de mi tumor estaban limpios después de la cirugía. Experimenté esa incertidumbre y miedo como paciente, por lo que sentí una gran confianza en nuestra misión”.
El enfoque que decidieron los fundadores de Lumicell comienza de dos a seis horas antes de la cirugía, cuando los pacientes reciben el agente de imágenes ópticas por vía intravenosa. Luego, durante la cirugía, los cirujanos utilizan el dispositivo de imágenes portátil de Lumicell para escanear las paredes de la cavidad mamaria. El software de detección de cáncer de Lumicell muestra puntos que resaltan las regiones sospechosas de contener cáncer residual en el monitor de la computadora, que luego el cirujano puede eliminar. El proceso añade menos de 7 minutos al procedimiento en promedio.
“La tecnología que hemos desarrollado permite al cirujano escanear la cavidad real, mientras que la patología sólo observa el bulto extirpado, y (los patólogos) hacen su evaluación basándose en observar alrededor del 1 o 2 por ciento de la superficie”, dice Lee. “No sólo estamos detectando el cáncer que queda para eliminar potencialmente las segundas cirugías, sino que también es muy importante encontrar cáncer en algunos pacientes que no se encontraría en la patología y que podría no generar una segunda cirugía”.
Explorando otros tipos de cáncer
Actualmente, Lumicell está explorando si su agente de imágenes funciona en otros tipos de tumores, incluidos los de próstata, sarcoma, esófago, gástrico y más.
Lee dirigió Lumicell entre 2008 y 2020. Después de dejar el cargo de director ejecutivo, decidió regresar al MIT para obtener su doctorado en neurociencia, 50 años completos desde que obtuvo su maestría. Poco después, Howard Hechler asumió el cargo de presidente y director de operaciones de Lumicell.
Mirando hacia atrás, Griffith atribuye la formación de Lumicell a la cultura de aprendizaje del MIT.
“La gente como David (Lee) y Moungi se preocupan por resolver problemas”, dice Griffith. “Son técnicamente brillantes, pero también les gusta aprender de otras personas, y eso es lo que hace que el MIT sea especial. Las personas confían en lo que saben, pero también se sienten cómodas sin saberlo todo, lo que fomenta una gran colaboración. Trabajamos juntos para que el todo sea mayor que la suma de las partes”.
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