Vroege detectie van kanker maakt een significant verschil voor de kansen van een patiënt op een succesvol herstel, daarom zijn goedkope, niet-invasieve screeningtests zo belangrijk.
Voor de ontwikkeling van een nieuw diagnostisch hulpmiddel door onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in de VS is meer nodig dan een urinemonster. Sommige soorten kanker moeten thuis worden getest, zoals een zwangerschapstest. U hoeft niet naar de dokter of het ziekenhuis te gaan en u hoeft geen dure scanprocedures of vervelende bloedtesten uit te voeren.
Hoewel de test misschien eenvoudig is, is de technologie erachter nogal complex, afhankelijk van de aanwezigheid van enzymen die specifiek zijn voor het optreden van verschillende kankers.
De onderzoekers ontwikkelden een nieuw type nanodeeltje met een omhulsel van eiwitten voorzien van een reeks DNA-sequenties. Wanneer kankergerelateerde enzymen een nanodeeltje in het bloed tegenkomen, splitsen ze een eiwit dat specifiek is voor dat enzym. De sequenties die aan het eiwit zijn gehecht, kunnen via de urine uit het lichaam worden uitgescheiden en kunnen vervolgens worden gelezen als een streepjescode, waarmee de aanwezigheid van kanker wordt geïdentificeerd.
Getest bij muizen via injectie, zouden dezelfde nanodeeltjes uiteindelijk kunnen worden ontwikkeld om oraal in te nemen, via een inhalator of als een plaatselijke behandeling zoals een crème, aldus de onderzoekers.
Niet alleen hebben de verschillende DNA-streepjescodes van het nanodeeltje het vermogen om te bepalen of een tumor aanwezig is, maar het kan ook tumortypes onderscheiden en detecteren of een tumor is uitgezaaid (uitgezaaid naar andere delen van het lichaam). Dit is allemaal essentiële informatie voor het ontwikkelen en richten van therapieën.
De nanodeeltjessensoren bleken vijf verschillende enzymen te detecteren die door tumoren werden geproduceerd. Maar liefst 46 verschillende DNA-barcodes kunnen in één monster worden uitgedrukt zodra de technologie verder is opgeschaald.
“Ons doel hier is om ziektehandtekeningen te maken en te kijken of we deze streepjescodepanelen niet alleen kunnen gebruiken om een ziekte te lezen, maar ook om een ziekte te classificeren of onderscheid te maken tussen verschillende soorten kanker”, zegt biomedisch ingenieur Liangliang Hao, voorheen van MIT maar nu aan de Universiteit van Boston.
Hoewel biomarkers voor kanker vaak moeilijk te detecteren zijn, kunnen de synthetische nanodeeltjes die in dit onderzoek zijn ontwikkeld, worden gebruikt om deze signalen te versterken en de soorten kanker en de voortgang ervan te rapporteren. Dit werd gedaan door middel van CRISPR-technologie voor het bewerken van genen, die een enorme impact heeft gehad op wetenschappelijk onderzoek.
“Patiënten zouden de mogelijkheid kunnen krijgen om zelf de ziekteprogressie te volgen om vroege detectie en toegang tot effectieve behandeling mogelijk te maken.” Onderzoekers ik ben aan het schrijven in hun gepubliceerde werk.
“Door middel van aangepaste toepassingen kunnen deze programmeerbare sensoren andere besmettelijke en niet-overdraagbare ziekten bewaken en behandelbeslissingen begeleiden om het ziektebeheer te verbeteren in omgevingen met beperkte middelen.”
Natuurlijk moet dit allemaal op mensen worden getest, dus een volledig functionele test die je thuis kunt gebruiken is nog ver weg – maar de onderzoekers zijn ervan overtuigd dat de techniek zich zal vertalen en in de toekomst verder kan worden verbeterd.
Door verbeteringen in de medische wetenschap en technologie worden dit soort innovaties nu regelmatig gerapporteerd, of het nu gaat om het gebruik van kunstmatige intelligentie of het volgen van vorderingen in de behandeling. De toekomst ziet er veelbelovend uit.
“We proberen te innoveren in een raamwerk dat de technologie beschikbaar maakt in omgevingen met weinig en middelhoge middelen”, zegt MIT-bio-ingenieur Sangeeta Bhatia.
“Het op papier zetten van deze diagnose maakt deel uit van ons doel om diagnostiek te democratiseren en goedkope technologieën te creëren die u snel een antwoord kunnen geven op het zorgpunt.”
Het onderzoek is gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie.
