Il team di Cambridge inventa operazioni personalizzate per il tumore al cervello, una tecnica per intercettare il cervello di un paziente durante la chirurgia del tumore

Scienziati e medici di Cambridge hanno sviluppato una tecnica per intercettare il cervello di un paziente durante un intervento chirurgico al tumore, migliorando l'accuratezza dell'operazione e riducendo il rischio di compromettere la funzione cerebrale. Il nuovo approccio utilizzerebbe una tecnologia di imaging pre-operatoria avanzata per individuare con maggiore precisione la posizione esatta di un tumore e identificare come le diverse regioni del cervello del paziente comunicano tra loro.

Dal punto di vista dei farmaci personalizzati la tecnica è rivoluzionaria. L’imaging migliorato fornirà letture dal cervello di un paziente. I chirurghi e i pazienti saranno quindi in grado di discutere le opzioni su quante aree danneggiate dovrebbero essere rimosse e quali azioni alternative significherebbero in termini di funzionalità futura.

A teatro, una volta che il cranio di un paziente è stato aperto, il chirurgo posizionerà gli elettrodi sulla superficie del cervello per “ascoltare” l’attività cerebrale. Un algoritmo informatico analizzerà queste informazioni mentre il paziente esegue una serie di test cognitivi, dando feedback in tempo reale al chirurgo. Ciò consentirà al chirurgo di prevedere con maggiore precisione il probabile impatto della rimozione di una particolare area di tessuto cerebrale.

In particolare, la funzione esecutiva è difficile da testare utilizzando la stimolazione elettrica, in parte perché coinvolge reti di regioni attraverso il cervello.

Si spera che una combinazione di test cognitivi migliorati e una comprensione più accurata delle reti di un singolo paziente consenta ai chirurghi di monitorare il potenziale deterioramento delle funzioni esecutive in sala operatoria..

La nuova tecnica è intesa come un’aggiunta all’attuale gold standard per la chirurgia del tumore al cervello, non come un’alternativa, sottolinea il team di Cambridge UK.

Pazienti con gliomi di basso grado nel cervello – a lenta diffusione, ma tumore potenzialmente pericoloso per la vita – di solito verrà sottoposto a un intervento chirurgico per rimuovere il tumore.

Ma rimuovere il tessuto cerebrale può essere rischioso poiché non esiste alcun confine tra cervello e tumore: il tumore si infiltra nel cervello. La rimozione di un tumore può portare alla rimozione di parti vitali del cervello e alla conseguente compromissione di funzioni come la parola, movimento e funzione esecutiva (che consente all’individuo di pianificare, organizzare ed eseguire compiti).

Per ridurre al minimo questo rischio, i neurochirurghi aprono il cranio del paziente e poi lo svegliano. Un anestetico locale significa che il paziente non sentirà dolore, e il cervello stesso non contiene recettori del dolore.

Il chirurgo esplorerà il cervello del paziente, applicando lievi impulsi elettrici al tessuto circostante il tumore chiedendo loro di eseguire una serie di compiti. Per esempio, al paziente può essere chiesto di contare da uno a cinque: se un impulso elettrico applicato a un determinato punto del cervello influisce sulla loro capacità di svolgere questo compito, il chirurgo lascerà questo tessuto in posizione.

“Come chirurghi, cerchiamo sempre di ridurre al minimo il rischio per i pazienti e di fornire loro i migliori risultati possibili," dice Thomas Santarius, un neurochirurgo ad Addenbrooke, Ospedali universitari di Cambridge.

“L’intervento sui tumori al cervello è sempre un delicato equilibrio tra la rimozione di quanto più tessuto malato possibile per dare ai pazienti una prognosi migliore e la minimizzazione del rischio di danni alle funzioni cerebrali che avranno un impatto potenzialmente enormemente dannoso sulla vita del paziente”.

Sebbene l’approccio attuale sia considerato il “gold standard”, non è perfetto. Ci vuole tempo per applicare gli impulsi a diverse parti del cervello e potrebbero tralasciare alcune aree importanti per determinate funzioni. Anche l’attuale batteria di test cognitivi utilizzati dai chirurghi è limitata e non verifica la funzione esecutiva essenziale, per esempio.

Gli scienziati e i medici dell’Università di Cambridge e dell’Ospedale di Addenbrooke, guidato da Santario, La dott.ssa Yaara Erez e Michael Hart, insieme a Pedro Coelho della società di neuromonitoraggio intraoperatorio Neurophys Ltd di Cambridge, hanno collaborato per sviluppare il nuovo approccio.

"Al momento, i neurochirurghi conoscono solo il funzionamento del cervello medio e non hanno informazioni specifiche sul paziente,” spiega la dottoressa Yaara Erez, un neuroscienziato della MRC Cognition and Brain Sciences Unit dell'Università di Cambridge.

“Ma ci sono stati enormi progressi nell’imaging cerebrale e nell’elettrofisiologia – la nostra comprensione dell’elettricità all’interno dei nostri corpi – quindi perché non utilizzare queste informazioni per migliorare la chirurgia cerebrale??

“Puntiamo a portare tutta questa conoscenza nel teatro, fornire ai chirurghi dati integrati e gli strumenti migliori per supportare il loro lavoro”.

Con questo approccio, i pazienti verrebbero sottoposti a una serie di esami di neuroimaging utilizzando la risonanza magnetica (MRI) prima dell’intervento chirurgico mirava a identificare non solo la posizione esatta del tumore ma anche il modo in cui le diverse regioni del cervello comunicano tra loro.

Come parte di questo processo, verrà utilizzata una copia stampata in 3D del cervello del paziente, mostrando dove si trova il tumore. Questo modello ha lo scopo di aiutare i chirurghi a pianificare l'intervento, discutere con il paziente i potenziali rischi derivanti dall'intervento chirurgico e coinvolgere il paziente nelle decisioni su quale tessuto rimuovere.

“I medici devono essere in grado di discutere le opzioni con i pazienti, e speriamo che l'utilizzo dei dati di neuroimaging e la loro presentazione come modello 3D possa aiutare i chirurghi nella pianificazione dell'intervento chirurgico e garantire che i pazienti siano meglio informati sui rischi e sui benefici dell'intervento chirurgico,"Dice il dottor Erez.

“Questo non sostituirà la stimolazione cerebrale durante l’intervento chirurgico, ma guiderà il chirurgo, farà risparmiare tempo e renderà l’intervento più efficiente”., più accurato.

“Ci consentirà inoltre di comprendere come il cervello dei pazienti si adatta alla presenza di un tumore e quanto bene si riprendono dall’intervento chirurgico. Si tratta di apparecchiature che sono in gran parte già in uso negli ambulatori, quindi dovrebbe essere facile ed economicamente vantaggioso da implementare”.

Finora, il team ha ottenuto i dati da 12 pazienti, fornendo già una grande quantità di dati da analizzare, con un ricco set di dati per ciascun paziente, raccolti prima, durante e dopo l'intervento chirurgico.

Sebbene attualmente stiano analizzando queste informazioni offline, i dati li aiuteranno a trovare le misure migliori per fornire le informazioni richieste – quali sono i compiti ideali che i pazienti devono svolgere – e quindi a ottimizzare l’analisi.

La ricerca è stata possibile solo grazie all’interazione tra ricercatori e medici provenienti da una varietà di discipline, dice il dottor Erez. “A Cambridge, disponiamo di diversi gruppi di neuroscienziati con una vasta gamma di competenze, dalla psicologia, all'imaging, all'informatica, che lavorano con medici e chirurghi dell'ospedale. Qualunque cosa di cui abbiamo bisogno, possiamo sempre trovare qualcuno a Cambridge che sappia come farlo!”

La ricerca è supportata dal Medical Research Council, la Royal Society e la Brain Tumor Charity.

Originario di Israele, La dottoressa Yaara Erez è ora una neuroscienziata presso l’MRC Cognition and Brain Sciences Unit, un centro che ha “una lunga storia di grandi contributi ai fondamenti teorici e sperimentali della psicologia cognitiva”.

Il suo background è in informatica e psicologia. Ha trascorso diversi anni come sviluppatrice di software prima di decidere di conseguire un dottorato di ricerca in neuroscienze. Il suo lavoro utilizza una varietà di tecniche che coinvolgono diversi tipi di segnali cerebrali che raccoglie da volontari sani e pazienti con tumori al cervello.

fonte:

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