Δρ. Γεώργιος Βαρθολομάτος: Από τη γρήγορη βιοψία σε ένα… «θαυματουργό» νυστέρι

Μπορεί η σάρισα να ήταν ένα δόρυ μεγάλου μήκους και το βασικό επιθετικό όπλο της μακεδονικής φάλαγγας, αλλά η «Sarissa» που επινόησαν δυο πρωτοπόροι ερευνητές του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Ιωαννίνων αποτελεί ένα αποτελεσματικό ιατρικό «όπλο» (εργαλείο) για την καταπολέμηση των όγκων. Μάλιστα αυτό το ιατρικό εργαλείο όχι μόνο απέφερε πρόσφατα ένα βραβείο από την Ακαδημία Αθηνών στους δημιουργούς του, αλλά καθοδήγησε και την θεσμική πρόταση ίδρυσης ενός κέντρου περιφερειακής αριστείας στα Ιωάννινα. Και αυτό είναι είδηση!

Ο λόγος για την καινοτόμο τεχνική που βασίζεται στη Διεγχειρητική Κυτταρομετρία Ροής (Intraoperative Flow Cytometry-iFC), η οποία είναι αποτέλεσμα μιας πολυετούς συνεργατικής ερευνητικής δουλειάς του βιοχημικού, επιστημονικού υπεύθυνου της Μονάδας Μοριακής Βιολογίας και Μεταφραστικής Κυτταρομετρίας Ροής του Αιματολογικού Εργαστηρίου του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Ιωαννίνων κ. Γεωργίου Βαρθολομάτου και του Αναπληρωτή Καθηγητή Νευροχειρουργικής στο ίδιο νοσοκομείο, κ. Γεωργίου Αλεξίου.

Αυτή η παγκόσμια καινοτομία επιτρέπει την ταχεία και αξιόπιστη κυτταρική ανάλυση συμπαγών όγκων σε πραγματικό χρόνο, κατά τη διάρκεια του χειρουργείου, δίνοντας τη δυνατότητα στον χειρουργό να διακρίνει κατά τη διάρκεια της επέμβασης, μέσα σε λιγότερο από 5 λεπτά, τον τύπο της νεοπλασίας, τον βαθμό κακοήθειας και τα όρια του όγκου, ώστε να λάβει τις σωστές χειρουργικές αποφάσεις. Αυτό διευκολύνει την ακριβέστερη εκτομή του όγκου – εξαίρεση επί υγιών ορίων σε όσους όγκους μπορεί να γίνει – που είναι και το ζητούμενο εδώ και 150 χρόνια στη χειρουργική, οδηγώντας σε καλύτερη πρόγνωση και σε μεγαλύτερη επιβίωση του ασθενή.

Για αυτή την πρωτοπορία τους οι δυο Έλληνες επιστήμονες, λίγο πριν τα Χριστούγεννα, βραβεύτηκαν από την Ακαδημία Αθηνών με το Βραβείο «Αχιλλέως και Αικατερίνης Διονυσοπούλου», της Α’ Τάξεως των Θετικών Επιστημών, που αφορά την πρωτότυπη ερευνητική εργασία τους για την καταπολέμηση του καρκίνου με τίτλο: «Αξιολόγηση του βαθμού κακοήθειας των γλοιωμάτων και της έκτασης εκτομής με τη χρήση της Διεγχειρητικής Κυτταρομετρίας Ροής», η οποία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό CANCERS το 2023.

Για τους δυο επιστήμονες όμως, η συγκεκριμένη βράβευση δεν αναγνωρίζει απλώς το έργο τους, αλλά και την εξέλιξη του τρόπου με τον οποίο προσεγγίζεται πλέον η χειρουργική ογκολογία.

Στοχεύοντας τους όγκους…

Όπως εξήγησε κατά τη βράβευση ο κ. Βαρθολομάτος, το ταξίδι του μαζί με τον κ. Αλεξίου στη Διεγχειρητική Κυτταρομετρία Ροής ξεκίνησε το 2006 και διένυσε μια διαδρομή ανακαλύψεων, προκλήσεων και τεράστιας ηθικής ανταμοιβής.

Μέχρι τώρα η διαδικασία ρουτίνας, που όλοι γνωρίζαμε για τον προσδιορισμό του βαθμού κακοήθειας και του είδους μιας νεοπλασματικής βλάβης, ήταν η λήψη ενός τμήματος ιστού για παθολογοανατομική εκτίμηση (βιοψία), μια τεχνική που είναι συνήθως χρονοβόρα.

«Η λήψη του αποτελέσματος μιας βιοψίας απαιτεί συνήθως περισσότερο από 2 εβδομάδες, ενώ η ταχεία βιοψία (frozen section) που διενεργείται διεγχειρητικά, απαιτεί 15 με 30 λεπτά και δεν είναι πάντα ακριβής. Αντίθετα, η Διεγχειρητική Κυτταρομετρία Ροής δίνει αποτέλεσμα συντομότερα, σε πραγματικό χρόνο με σημαντική ακρίβεια, ευαισθησία και εξειδίκευση», σχολιάζει ο κ. Αλεξίου.

Η καινοτόμος αυτή τεχνική πραγματοποιείται με μια αυτοματοποιημένη συσκευή, την GV/GA Sarissa – Lancet έτσι όπως τη σχεδίασαν οι δημιουργοί της και δημοσίευσαν στο περιοδικό Surgical Innovation τo 2015.
«Αυτή η συσκευή συνδυάζει τη χειρουργική αναρρόφηση με ένα σύστημα προετοιμασίας μεμονωμένων κυττάρων (μονοκυτταρική ανάλυση) και τη χρώση τους σε ένα διάλυμα, που ονομάσαμε “Ioannina Protocol” και δημοσιεύσαμε το 2014 στο περιοδικό Journal of Clinical Neuroscience. Ακολούθως, γίνεται η ανάλυση των κυττάρων σε ένα κυτταρόμετρο ροής. Έτσι, ο χειρουργός μπορεί να διακρίνει ταχύτατα τα φυσιολογικά από τα καρκινικά κύτταρα μέσω μιας εικόνας (ιστογράμματος) ή ακόμη και μέσω ενός ηχητικού μηνύματος», εξηγεί ο Δρ Βαρθολομάτος, ο οποίος την τελευταία δεκαετία βρίσκεται στην κορυφή της λίστας με τους εξπέρ στη Κυτταρομετρία Ροής στην Ελλάδα και σε πολύ υψηλή θέση παγκοσμίως.

Πιο συγκεκριμένα, η τοποθέτηση ενός μικρού δείγματος ιστού στο διάλυμα Ioannina Protocol οδηγεί στον υπολογισμό του συνολικού αριθμού κυττάρων. Από τη διαδικασία αυτή προκύπτει το ιστόγραμμα DNA (γραφική παράσταση) και ο δείκτης κακοήθειας, που είναι η αναλογία του αριθμού των κυττάρων που βρίσκονται σε διάφορες φάσεις κυτταροδιαίρεσης (S, G2, M), δηλαδή πολλαπλασιασμού. Ένας υψηλός δείκτης σημαίνει υψηλή κακοήθεια.

Η ανάλυση κυτταρικού DNA με κυτταρομετρία ροής μέχρι πρότινος δεν είχε μελετηθεί επισταμένως σε συμπαγείς όγκους και η ανάλυση του κυτταρικού κύκλου απαιτούσε περισσότερη από μισή ώρα. Οι δυο επιστήμονες ανέπτυξαν ένα πρωτόκολλο ταχείας ανάλυσης ιστοτεμαχίου κατά τη διάρκεια της επέμβασης, με τη βοήθεια του οποίου μέσα σε λιγότερο από 5 λεπτά από την ώρα που ο χειρουργός παραδίδει το δείγμα, παρέχεται μια λεπτομερής εικόνα του νεοπλάσματος, συνεισφέροντας καθοριστικά στη λήψη της βέλτιστης απόφασης για τη στρατηγική αφαίρεσής του.

«Στο μέτρο που η χειρουργική αφαίρεση παραμένει αναπόσπαστο στοιχείο της στρατηγικής για την αντιμετώπιση των καρκίνων, υπάρχει συνεχής αναζήτηση για βελτίωση της μεθόδου μας ώστε να προκύψουν αντικειμενικότερες και ταχύτερες τεχνικές, που θα ενισχύουν άμεσα τις ορθές αποφάσεις για την αφαίρεση όγκου κατά την διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης με όρια “ελεύθερα νόσου”», προσθέτει ο κ. Αλεξίου.

Με αφετηρία τους όγκους του εγκεφάλου

Η χρήση της Διεγχειρητικής Κυτταρομετρίας Ροής ξεκίνησε σε ενδοκρανιακούς όγκους, ως αποτέλεσμα πολύχρονης συνεργασίας, της Νευροχειρουργικής Κλινικής του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Ιωαννίνων υπό τη διεύθυνση του Καθηγητή Νευροχειρουργικής, κ. Σπυρίδωνα Βούλγαρη και της Μονάδας της οποίας ηγείται ο Δρ. Γεώργιος Βαρθολομάτος.

Έκτοτε η μέθοδος έχει εφαρμοστεί σε πολλαπλές ερευνητικές μελέτες, όχι μόνο για τους όγκους εγκεφάλου, αλλά και άλλων συμπαγών νεοπλασμάτων, όπως του μαστού (ογκεκτομές), του παχέος εντέρου, του στομάχου, του ήπατος και του παγκρέατος, των νεοπλασμάτων κεφαλής και τραχήλου, του πνεύμονα, του δέρματος, της ουροδόχου κύστης, των όγκων του οφθαλμικού κόγχου, των όγκων μαλακών μορίων και οστών, καθώς και σε γυναικολογικούς καρκίνους.

Το 2023, οι δυο Έλληνες επιστήμονες δημοσίευσαν ένα μέρος των αποτελεσμάτων αυτών στο βιβλίο με τίτλο: «Διεγχειρητική Κυτταρομετρία Ροής» (Intraoperative Flow Cytometry, Springer, Nature), το οποίο είναι το πρώτο στο είδος του διεθνώς που θέτει τις βάσεις στη μεθοδολογία (Μέρος Α) και στους τύπους των νεοπλασμάτων που έχουν δημοσιευτεί (Μέρος Β) και το οποίο μπορεί να αποτελέσει οδηγό για άλλους χειρουργούς που θα ήθελαν να την εφαρμόσουν, στο πλαίσιο κλινικο-ερευνητικών πρωτοκόλλων, στην Ελλάδα και στο εξωτερικό.

«Το βιβλίο απευθύνεται σε νευροχειρουργούς, γενικούς χειρουργούς, ωτορινολαρυγγολόγους, χειρουργούς μαστού, πλαστικούς χειρουργούς και γναθοχειρουργούς, ακτινολόγους, παθολογοανατόμους, ογκολόγους, βιολόγους, βιοχημικούς και επιστήμονες που ασχολούνται με την Κυτταρομετρία Ροής. Βέβαια, η εφαρμογή της μεθόδου στην κλινική πράξη απαιτεί περισσότερες πολυκεντρικές μελέτες για κάθε είδος όγκου ξεχωριστά», διευκρινίζουν οι συγγραφείς.

Πρόσφατα, στο πλαίσιο αυτής της συνεργασίας, η επιστημονική ομάδα, ολοκλήρωσε και το χρηματοδοτούμενο ερευνητικό πρόγραμμα «ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ – ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ» με τίτλο: «Διεγχειρητική Κυτταρομετρία Ροής σε όγκους Εγκεφάλου: Εξατομικευμένη Χειρουργική Επέμβαση».

«Το έργο είχε ως στόχο αφενός τη δημιουργία πρωτότυπου προϊόντος που προσδιορίζει διεγχειρητικά τα όρια του όγκου αναλύοντας τον κυτταρικό κύκλο και, αφετέρου, τον προσδιορισμό δεικτών για τον χαρακτηρισμό του ακριβούς τύπου του όγκου (ταυτοποίηση), του βαθμού κακοήθειας/επιθετικότητας, της πρόγνωσης και της χάραξης της θεραπευτικής τακτικής κατά τη διάρκεια του χειρουργείου. Στο πλαίσιο αυτού του προγράμματος μελετήθηκαν περισσότεροι από 100 ενδοκρανιακοί όγκοι», περιγράφει ο κ. Αλεξίου.

Το πρώτο Κέντρο Περιφερειακής Αριστείας

Την επιτυχία εφαρμογής της μεθόδου ακολούθησε η πρόταση ίδρυσης του πρώτου Κέντρου Περιφερειακής Αριστείας Διεγχειρητικής Κυτταρομετρίας Ροής από την Ιατρική Σχολή Ιωαννίνων και τον Χειρουργικό Τομέα, με τη συμμετοχή και του τομέα των Αισθητηρίων Οργάνων. Η απόφαση για την ίδρυση ήρθε κατόπιν πρωτοβουλίας του Καθηγητή και Διευθυντή της Χειρουργικής Κλινικής, κ. Κωνσταντίνου Βλάχου, η οποία επικυρώθηκε από τη σύμφωνη γνώμη του Χειρουργικού Τομέα υπό την προεδρία του Καθηγητή κ. Μηνά Πασχόπουλου.

Στο Εργαστήριο Φυσιολογίας της Ιατρικής Σχολής, του οποίου ηγείται ο Καθηγητής κ. Δημήτρης Πέσχος έχει ήδη δημιουργηθεί αίθουσα προσομοίωσης Διεγχειρητικής Κυτταρομετρίας Ροής. Η αίθουσα αυτή διαθέτει δικό της εξοπλισμό και πλαισιώνεται από βιοεπιστήμονες εκπαιδευμένους στη Μονάδα Μοριακής Βιολογίας και Μεταφραστικής Κυτταρομετρίας Ροής του Νοσοκομείου Ιωαννίνων. Αλλά και το 1ο Σεμινάριο Νευρο-Ογκολογίας, που διοργάνωσε η Ελληνική Νευροχειρουργική Εταιρεία το 2023 στα Ιωάννινα, περιλάμβανε εκπαιδευτική άσκηση στην καινοτόμο αυτή τεχνική.

«Αυτή τη στιγμή νέοι γιατροί διάφορων χειρουργικών ειδικοτήτων εκπαιδεύονται στην εφαρμογή της νέας αυτής μεθόδου στο πλαίσιο εκπόνησης της διδακτορικής τους διατριβής αλλά και της γενικότερης έρευνας σε αυτόν τον τομέα. Συνεπώς, το κέντρο άμεσα μπορεί να τεθεί σε πλήρη λειτουργία. Επιπλέον, τόσο εγώ, όσο και το προσωπικό της Μονάδας Μοριακής Βιολογίας και Μεταφραστικής Κυτταρομετρίας Ροής του Νοσοκομείου θα είμαστε πάντα αρωγοί του Κέντρου Περιφερειακής Αριστείας, καθώς αποτελεί επιστημονικό μας “παιδί” και καρπό πολυετών προσπαθειών και αφοσίωσης στην οποία συμμετείχε και ένας μεγάλος αριθμός επιστημόνων της περιοχής μας», σημειώνει ο Δρ Βαρθολομάτος και συνεχίζει:

«Μετά από αυτή την πολυετή ενασχόληση με διαφορετικούς τύπους συμπαγών νεοπλασμάτων προκύπτουν νέες ιδέες για συσκευές που θα επιτρέπουν την αυτοματοποιημένη ανάλυση των δειγμάτων, οι οποίες και μελετώνται πιλοτικά. Στο πλαίσιο αυτό διερευνούμε τη δυνατότητα υλοποίησής τους μέσω χρηματοδότησης από ελληνικούς φορείς».