Hunter Coffman oli tuskin kahden vuoden ikäinen, kun hänet päästiin Seattlen lastensairaalaan aivotutkimusta varten. Hän oksensi, ja hänellä oli vaikea tasapainottaa, istua ja kävellä.
"Sinä yönä he löysivät joukon Hunterin aivojen takaosasta", sanoo hänen äitinsä Laura Coffman. Hän kiirehti kiireelliseen aivoleikkaukseen. "Kaikki tapahtui hyvin, hyvin nopeasti."
Hätäleikkaus vapautti nestettä ja lievitti siten Hunterin oireita, mutta hän tarvitsi toisen, invasiivisemman leikkauksen kasvaimen poistamiseksi. Se oli 28. joulukuuta 2015, ja toinen leikkaus oli suunniteltu 30. joulukuuta.
Muutama vuosi sitten - jopa nytkin - tällaisen leikkauksen tekniikan taso tarkoitti pohjimmiltaan sokeaa lentämistä. Kirurgi tilaa MRT-tutkimuksen, tutkii tulokset ja käyttää sitten valokuvaa potilaan aivojen karttana leikkauksen aikana. Mutta aivot eivät ole kuin maiden välinen järjestelmä. Se on kolmiulotteinen, pehmeä ja muokattava, ja kun aloitat tappamisen skalpeleilla, sen muoto muuttuu. Se on harmaa, ja niin ovat myös kasvaimet, jotka (loppujen lopuksi) koostuvat aivokudoksesta.
Mikä pahempaa, virheen seuraukset ovat vakavia. Poista liian vähän kudosta, ja potilaalla on edelleen syöpä. Ota liian paljon, ja poistat aivojen osat, jotka ajavat näköä, moottorin ohjausta, kognitiivisia kykyjä ja melkein mitä tahansa muuta.
Fred Hutchinsonin syöpätutkimuskeskuksen, Washingtonin yliopiston ja startup Blaze Bioscience -ryhmän tutkijaryhmä käyttävät ainutlaatuista lähestymistapaa tämän ongelman ratkaisemiseen: fluoresoivat molekyylit, jotka ovat kiinnittyneet luonnossa esiintyviin toksiineihin, mukaan lukien skorpionimyrkyt, jotka kiinnittyvät syöpään ja valoon ne ylös. Ns. Kasvainmaali työskentelee parhaillaan kliinisissä tutkimuksissa. Menestyksen inspiroimana sen keksinyt lääkäri Jim Olson on kuvitellut joukon muita käyttötapoja samanlaiselle tekniikalle, kohdistamisesta muihin syöpiin Alzheimerin hoitoon niveltulehdukseen, ja työskentelee nopeasti saadakseen nämä käytöt myös todellisuudeksi.
Se kaikki riippuu näistä luonnossa löydetyistä keskikokoisista molekyyleistä, jotka voivat käyttää ainutlaatuista markkinarakoa kehon kemiassa. Tietäen, että myrkky ja muut neurotoksiinit toimivat sitoutumalla aivojen rakenteisiin, ryhmä kokeili uutetta tappavasta skorpionista, nimeltään deathstalker.
Aikuisten aivosyöpä: leikkausta edeltävän MRI: n ja intraoperatiivisen kasvainmaalin BLZ-100-kuvantaminen vierekkäin (Blaze Bioscience) "En ollut oikeasti mukana sen kanssa heti", sanoo Hunterin äiti Laura Coffman. ”Ainoat sanat, jotka kuulin, olivat skorpionimyrkyt, ja minusta oli todella vaikea ymmärtää niitä.” Vielä pahempaa oli hänen huolensa siitä, että tämä oli todistamatonta tekniikkaa, osa vaiheen 1 kliinistä tutkimusta. Hän tiesi, että virhe voi tehdä Hunterista sokean tai rajoittaa hänet pyörätuoliin.
Mutta hän tuli ympäri. Vain päivässä hänen ja hänen miehensä piti päättää Hunterin hoidon kulku. Vaikka kasvainmaali luokitellaan lääkkeeksi, koska sitä injektoidaan potilaaseen, Hunterin tapauksen kirurgi Amy Lee kuvaili sitä olevan enemmän työkalu, jotain ylimääräistä, jota hän käyttäisi leikkauksen tukemiseen, ei prosessin uudelleen keksintää. Coffmans suostui, ja Hunterille annettiin annos IV: n kautta ennen leikkausta.
Kun kasvainmaali tuli Hunterin verenkiertoon, se kulki hänen aivoihinsa ja siellä olevaan kasvaimeen. Sitten se jumissa. Kasvainmaalin ja etenkin myrkystä johdetun molekyylin ainutlaatuinen asia juuressa on sen koko ja muoto. Se on peptidi, taitettu ainutlaatuiseen muotoon, ja se etsii syöpää ja tarttuu siihen. Upottamalla fluoresoiva hiukkanen molekyyliin (nimeltään klorotoksiini), Olson ja hänen miehistönsä pystyivät saamaan kasvaimet valaistumaan infrapunalaservalolla. (Infrapuna on silmälle näkymätön, joten kirurgien on silti toimittava näytön kautta, mutta se on yleistä, Olson sanoo.)
Koiran pehmytkudoksen sarkooma. Vasemmalla oleva kuva näyttää kasvainmaalin BLZ-100 fluoresenssin, ja oikealla oleva kuva on histologinen (H&E) tahra, joka osoittaa kudoksen morfologian. (Blaze Bioscience) Tämä kaikki tapahtui Olsonin pyrkimyksenä saada aikaan kasvaimia, mutta tärkeämpi innovaatio voi olla itse peptidi. Yhdistettynä väriaineeseen, Olson kutsuu sitä “optideksi” - optimoiduksi peptidiksi. Dye ei ole ainoa asia, jonka hän on pystynyt kiinnittämään optiiteihinsa. Ne voisivat olla lääkkeitä lääkkeiden toimittamiseen, ottaen kemo-lääkkeitä suoraan kasvaimiin, ja erilaiset, mutta samanlaiset molekyylit voivat viedä muut ratsastajat muihin kehon osiin.
Kun Tumor Paint oli valmis siirtymään kohti markkinoita, Olson perusti Blaze Biosciencen paimentamaan tuota matkaa. Sitten hänen laboratorionsa meni eräänlaisiin pähkinöihin, suunnittelemalla tai valitsemalla kymmeniä tuhansia muita molekyylejä, joiden mielestä ne voisivat toimia optideina, ja käyttämällä räätälöityä robottia lajittelemaan ne kaikki. Mikä tahansa toksiini oli potentiaalinen ehdokas, jopa auringonkukkien yhdiste, joka pitää viat poissa. He laittavat osan näistä molekyyleistä eläimiin, näkevät minne ne menevät ja tutkivat siihen perustuvia terapeuttisia ideoita.
"Kysymys todella on, kuinka voimme käyttää luonnon piirustuksia auttamaan niin monta ihmistä kuin mahdollista, seuraavien 50 vuoden aikana?", Olson sanoo. ”Se on eräänlainen hauska, puhdas tieteellinen puoli asioista. Mietitkö, mitä luonto ja evoluutio ovat luoneet täällä, ja kun voimme oppia siitä, miten siitä voi tehdä terapeuttisen ihmispotilaille? "
Mutta se on enemmän pitkäaikaista tavaraa, huumeiden löytämisvaiheessa. Samaan aikaan Blaze Bioscience on kehittämässä Tumor Paint -tuotetta, ja se neuvottelee FDA: n kanssa tulevien kokeiden suunnittelusta. Hunterin leikkaus oli osa turvallisuustutkimusta, joka on toistaiseksi nähnyt 15 lapsipotilasta; Seuraavaksi tulee tehokkuustestaus.
Hunter on vain yksi potilas, mutta toistaiseksi hänen toipumisensa on rohkaisevaa. Lee leikkasi kasvaimen paitsi ohuesta vaipasta, joka peitti hänen aivonsa. Sitten hän kävi läpi kuukausien kemo- ja sädehoitoa, ja hän on nyt fysioterapiassa, toimintaterapiassa, oppimassa, kasvamassa ja käyttäytymässä kuin normaali kolmivuotias.
"On todella hyvä katsoa hänen kasvavan ja yrittää olla henkilö, jonka hoito ja leikkaus olisivat muuttuneet", Coffman sanoo.
