EIN NEUES TRAGBARES GERäT KANN KREBS GENAUER ERKENNEN

Forscher der University of Michigan haben ein Gerät entwickelt und testen es, das sie als „Inbegriff der Präzisionsmedizin“ bezeichnen und das Krebs im zirkulierenden Blut erkennt.

Die jüngsten Bemühungen, ein tragbares Gerät zu entwickeln, das Krebs im Blutkreislauf erkennen kann, sind vielversprechend.

"Niemand möchte eine Biopsie haben", sagt Dr. Daniel Hayes, Stuart B. Padnos, Professor für Brustkrebsforschung am Rogel Cancer Center der Universität von Michigan in Ann Arbor.

Biopsien sind invasiv und können unangenehm sein. Sie sind jedoch derzeit die genaueste Methode, um festzustellen, ob eine Person an Krebs leidet oder nicht.

Dr. Hayes schlägt jedoch vor: "Wenn wir genug Krebszellen aus dem Blut gewinnen könnten, könnten wir sie nutzen, um etwas über die Tumorbiologie und die direkte Versorgung der Patienten zu lernen."

Dr. Hayes und sein Team haben kürzlich ein tragbares Gerät entwickelt, mit dem zirkulierendes Blut nach Krebszellen „gefiltert“ werden kann, das - wenn es alle Tests besteht - flüssige Biopsien ersetzen könnte, bei denen Angehörige der Gesundheitsberufe Blut- oder Urinproben von Personen entnehmen, um nach Markern für zu suchen Krebs.

Krebstumoren setzen Zellen ins Blut frei, was bedeutet, dass zumindest theoretisch ein Spezialist durch Entnahme und Analyse einer Blutprobe in der Lage sein sollte, das Vorhandensein von Krebs festzustellen.

Dies ist jedoch leichter gesagt als getan, da Blutproben selbst bei Menschen mit bösartigen Tumoren möglicherweise nicht viel oder gar nichts preisgeben, da Krebszellen, deren Tumoren ins Blut gelangen, schnell zirkulieren und möglicherweise nicht in a auftreten einzelne Blutprobe.

Angespornt durch diese Komplikation haben Dr. Hayes und seine Kollegen von der Universität von Michigan ein Gerät entwickelt, das die gesamte Arbeit der Flüssigkeitsbiopsietests erledigen kann, aber tatsächlich den Blutkreislauf nach Krebszellen „scannt“.

Derzeit hat das Team dieses Gerät an Hunden getestet und berichtet über die Ergebnisse im Journal Naturkommunikation.

Herausforderungen bei der Erreichung eines effektiven Designs

Die Forscher erklären, dass, obwohl die meisten Krebszellen, die in den Blutkreislauf gelangen, nicht lange überleben, diejenigen, die überleben, in verschiedenen Körperteilen landen und einen neuen metastatischen Tumor bilden können.

Das tragbare Gerät ist etwa 2 mal 2,75 mal 1 Zoll groß.
Bildnachweis: Tae Hyun Kim, Ph.D.

Aus diesem Grund ist es wichtig, das Vorhandensein von Krebs so schnell wie möglich zu erkennen und ihn mit einer angemessenen Behandlung zu behandeln, um zu verhindern, dass er sich ausbreitet und weitere Schäden verursacht.

Als sie beschlossen, ein tragbares Gerät für das Screening von Krebszellen im Blut zu entwickeln, standen Dr. Hayes und Kollegen vor einer Reihe von Hindernissen, die sie umgehen mussten.

Erstens ist das Gerät etwa 2 x 2,75 x 1 Zoll groß, muss jedoch für die gesamte Technologie der Blutuntersuchung und -analyse geeignet sein, die normalerweise Maschinen entspricht, die so groß wie ein Schreibtisch sind. Dann mussten sie Wege finden, um dieses tragbare Gerät effektiv und sicher zu machen.

„Die schwierigsten Teile waren die Integration aller Komponenten in ein einziges Gerät und die Sicherstellung, dass das Blut nicht gerinnt, die Zellen den Chip nicht verstopfen und das gesamte Gerät vollständig steril ist“, erklärt der Erstautor der Studie , Tae Hyun Kim, Ph.D.

Das Team hat einige kreative Lösungen für all diese Probleme gefunden. Erstens fanden sie einen Weg, das durch das Gerät fließende Blut mit einem Antikoagulans (Blutgerinnungshemmer) - Heparin - zu mischen. Dann entwickelten sie eine Methode, um sicherzustellen, dass das Gerät steril bleibt, ohne die Antikörper auf dem Chip zu beeinflussen, die zur Identifizierung der Krebszellen beitragen.

Was den Chip betrifft, der den Kern dieses Geräts bildet, erklären die Forscher, dass er Graphenoxid verwendet, um einen "Filter" -Mechanismus zu erzeugen, der mit Antikörpern gespickt ist, die in der Lage sind, über 80 Prozent der im Blut vorhandenen Krebszellen einzufangen.

"Der Inbegriff der Präzisionsmedizin"

Um dieses Gerät zu testen, arbeiteten die Forscher mit gesunden Hunden, denen menschliche Krebszellen injiziert wurden. Das Team versichert, dass diese Behandlung keine langfristigen Auswirkungen auf die Tiere hat, deren Immunsystem die Fremdzellen innerhalb weniger Stunden nach der Injektion entfernt.

In ihrem Experiment gaben die Forscher den Hunden in den ersten Stunden nach den Injektionen von Krebszellen milde Beruhigungsmittel und setzten dann die Screening-Geräte ein.

Zusätzlich sammelte das Team alle 20 Minuten Blutproben von jedem Tier und untersuchte diese separat auf Krebszellen, wobei Chips verwendet wurden, die das gleiche Design hatten wie die, die sie in die Versuchsgeräte eingesetzt hatten.

Die Forscher fanden heraus, dass das tragbare Gerät 3,5-mal mehr Krebszellen pro Milliliter Blut identifizierte und sammelte als der gleiche Chip beim „Scannen“ von Blutproben in vitro.

"Es ist der Unterschied zwischen einer Überwachungskamera, die alle fünf Minuten einen Schnappschuss einer Tür macht oder ein Video macht. Wenn ein Eindringling zwischen die Schnappschüsse eindringt, wissen Sie nichts davon “, sagt die Co-Autorin der Studie, Sunitha Nagrath, Ph.D.

In zukünftigen Studien wollen die Forscher das tragbare Gerät perfektionieren, indem sie die Blutverarbeitungsrate erhöhen. Um es weiter zu testen, planen die Forscher, es in einem realistischeren Kontext bei Hunden anzuwenden, die bereits Krebs haben.

Obwohl das neue Gerät bisher vielversprechend war, glaubt Dr. Hayes, dass es noch eine Weile dauern wird, bis es für den Menschen verfügbar wird. Er schätzt, dass das Team möglicherweise innerhalb von 3 bis 5 Jahren klinische Studien an menschlichen Teilnehmern durchführen kann.