Hunter Coffman je imel komaj dve leti, ko so ga sprejeli v otroško bolnišnico v Seattlu na pregled možganov. Bruhal je in težko se je uravnovešal, sedel in hodil.
"Tisto noč so našli maso v Hunterjevih možganih, " pravi njegova mama Laura Coffman. Hiteli so na nujno možgansko operacijo. "Vse se je zgodilo zelo, zelo hitro."
Nujna operacija je sprostila tekočino in tako ublažila Hunterjeve simptome, vendar je za odstranitev tumorja potreboval še eno, bolj invazivno operacijo. To je bilo 28. decembra 2015, druga operacija pa je bila predvidena za 30. december.
Pred nekaj leti - tudi zdaj - je stanje tehnike za tovrstno operacijo v bistvu pomenilo letenje na slepo. Kirurg bo naročil MRI, preučil rezultate in nato fotografijo uporabil kot zemljevid bolnikovih možganov med operacijo. Toda možgani niso podobni meddržavnemu sistemu. Je tridimenzionalna, mehka in previdna, in ko jo začnete pokati s skalpeli, se njegova oblika spremeni. Siva je in tudi tumorji, ki so (navsezadnje) sestavljeni iz možganskega tkiva.
Še huje, posledice napake so hude. Vzemite premalo tkiva in bolnik ima še vedno raka. Vzemite preveč in odstranite dele možganov, ki vodijo vid, motorični nadzor, kognitivne sposobnosti in skoraj vse drugo.
Skupina znanstvenikov iz centra za raziskave raka Fred Hutchinson, Univerze v Washingtonu in startup Blaze Bioscience uporablja edinstven pristop k reševanju tega problema: fluorescentne molekule, pritrjene na naravno prisotne toksine, vključno s strupom škorpijona, ki se pritrdijo na raka in svetlobo jih gor. Tako imenovana Tumorna barva trenutno deluje skozi klinična preskušanja. Navdih za uspeh si je Jim Olson, zdravnik, ki ga je izumil, zamislil za številne druge namene za podobno tehnologijo, od cilja na druge vrste raka do Alzheimerjevega zdravljenja do artritisa, in si hitro prizadeva, da bi tudi te uporabe uresničile.
Vse je odvisno od teh molekul srednje velikosti, ki jih najdemo v naravi, ki lahko zasedejo edinstveno nišo v telesu kemije. Ob zavedanju, da strup in drugi nevrotoksini delujejo z vezanjem na možganske strukture, je skupina eksperimentirala z izvlečkom smrtonosnega škorpijona, imenovanega smrtnik.
Možganski rak za odrasle: ob boku predoperativni MRI in intraoperativni Tumor Paint BLZ-100 slikanje (Blaze Bioscience) "S tem nisem bila ravno na krovu, " pravi Laura Coffman, Hunterjeva mama. "Edine besede, ki sem jih slišal, so bile strup škorpijona in to me je res težko razumelo." Še težja je bila njena skrb, da je to nedokazana tehnologija, del kliničnega preskušanja prve faze. Vedela je, da napaka lahko slepi Hunterja ali ga omeji na invalidski voziček.
Toda prišla je naokoli. V samo enem dnevu sta se z možem odločila za potek Hunterjevega zdravljenja. Medtem ko je Tumorjeva barva uvrščena med droge, ker jo bolniku injicirajo, je Amy Lee, kirurginja Hunterjevega primera, opisala kot več orodja, nekaj dodatnega, kar bi uporabila za pomoč pri operaciji, ne pa za ponovno izumljanje procesa. Coffmans so se strinjali in Hunterju so mu pred operacijo dali odmerek preko IV.
Ko je Tumorjeva barva vstopila v Hunterjev krvni tok, se je podala v njegove možgane in tamkajšnji tumor. Potem se je zataknilo. Edinstvena stvar Tumorjeve barve, še posebej molekule, ki jo pridobivajo strupi na bazi, je njena velikost in oblika. To je peptid, zložen v edinstveno obliko, in išče raka in se zgrabi naprej. Z vgradnjo fluorescenčnega delca na molekulo (imenovano klorotoksin) sta Olson in njegova posadka lahko osvetlila tumorje pod infrardečo lasersko svetlobo. (Infrardeča povezava je očem nevidna, zato morajo kirurgi še vedno delovati prek zaslona, vendar je to običajno, pravi Olson.)
Pasji sarkom mehkega tkiva. Slika na levi prikazuje fluorescenco Tumor Paint BLZ-100, slika na desni pa je histološki (H&E) madež, ki prikazuje morfologijo tkiva. (Blaze Bioscience) Vse to se je zgodilo z Olsonovo prizadevanjem za razsvetlitev tumorjev, pomembnejša novost pa je morda sam peptid. V kombinaciji z barvilom ga Olson imenuje "optidni" - optimizirani peptid. Barvanje ni edina stvar, ki mu je uspelo pritrditi svoje optide. Lahko so vozila za dostavo drog, jemanje kemo zdravil neposredno na tumorje, različne, vendar podobne molekule bi lahko odpeljale druge kolesarje na druge dele telesa.
Ko je bila Tumorjeva barva pripravljena, da se odpravi proti trgu, je Olson ustanovil Blaze Bioscience, da bi to pot ovčaril. Nato je njegov laboratorij šel na vrsto, oblikoval ali izbral več deset tisoč drugih molekul, za katere so mislili, da lahko delujejo kot optidi, in z uporabo ročno izdelanega robota razvrstil vse. Kateri koli strup je bil potencialni kandidat, tudi spojina v sončnicah, ki hrošče ne vodi. Nekatere od teh molekul dajo v živali, vidijo, kam gredo, in raziskujejo terapevtske ideje, ki temeljijo na tem.
"Vprašanje je res, kako lahko uporabimo načrte iz narave, da v naslednjih 50 letih pomagamo čim več ljudem?" Pravi Olson. "To je nekakšna zabavna, čista znanstvena plat stvari. Vprašajte se, kaj sta narava in evolucija ustvarila tukaj, in potem, ko se tega naučite, kako naj nadgradimo to, da postane terapevtski za človeške paciente? "
Toda to so bolj dolgoročne stvari v fazi odkrivanja drog. Medtem Blaze Bioscience vodi razvoj na Tumor Paint in se s FDA pogovarja o zasnovi prihodnjih preskušanj. Hunterjeva operacija je bila del varnostnega preskusa, v katerem so doslej videli 15 pediatričnih bolnikov; sledi testiranje učinkovitosti.
Hunter je le en bolnik, vendar je njegovo okrevanje do zdaj spodbudno. Lee je izrezal tumor, razen tankega plašča, ki mu je ostrigel možgansko steblo. Potem je šel skozi mesece kemoterapije in obsevanja, zdaj pa je na fizikalni in delovni terapiji, se uči, raste in se obnaša kot običajni triletnik.
"Res je dobro gledati ga, kako raste in poskuša biti oseba, ki bi se zdravljenje in operacija morda spremenila, " pravi Coffman.
