Kankercellen kunnen zich via het bloed naar andere delen van het lichaam verspreiden. En nu hebben onderzoekers een nieuw soort laser ontwikkeld die die tumorcellen van de buitenkant van de huid kan vinden en zappen.
Hoewel het nog steeds een manier is om een commercieel diagnostisch hulpmiddel te worden, is de laser tot 1000 keer gevoeliger dan de huidige methoden die worden gebruikt om tumorcellen in bloed te detecteren, rapporteerden de onderzoekers op 12 juni in het tijdschrift Science Translational Medicine.
Om te testen op verspreiding van kanker, nemen artsen meestal bloedmonsters, maar vaak slagen de tests er niet in om tumorcellen te vinden, zelfs als ze in een enkel monster aanwezig zijn, vooral als de patiënt een vroege vorm van kanker heeft, zei senior auteur Vladimir Zharov, directeur van het nanogeneeskundecentrum van de University of Arkansas for Medical Sciences.
Als de tests positief terugkomen, betekent dat meestal dat er een hoge concentratie circulerende tumorcellen in het bloed is; op dat moment is de kanker waarschijnlijk wijd verspreid naar andere organen en is het vaak "te laat om patiënten effectief te behandelen", voegde Zharov eraan toe.
Jaren geleden kwamen Zharov en zijn team op het idee van een alternatieve, niet-invasieve methode om grotere hoeveelheden bloed met een grotere gevoeligheid te testen. Via de bekende route testten ze het in het laboratorium, vervolgens op dieren en brachten het onlangs naar klinische proeven bij mensen.
De nieuwe technologie, de Cytophone genaamd, gebruikt laserpulsen aan de buitenkant van de huid om cellen in het bloed op te warmen. Maar de laser warmt alleen melanoomcellen op - geen gezonde cellen - omdat deze cellen een donker pigment dragen, melanine genaamd, dat het licht absorbeert. De Cytophone gebruikt vervolgens een ultrasone techniek om de piepkleine golfjes te detecteren die door dit verhittingseffect worden uitgezonden.
Ze testten de technologie bij 28 patiënten met een lichte huid met melanoom en bij 19 gezonde vrijwilligers zonder melanoom. Ze schenen de laser op de handen van de patiënt en ontdekten dat de technologie binnen 27 seconden tot 60 minuten circulerende tumorcellen kon identificeren bij 27 van de 28 vrijwilligers.
Het vinden en doden van tumorcellen
Het apparaat gaf geen valse positieven terug bij de gezonde vrijwilligers en het veroorzaakte geen veiligheidsproblemen of bijwerkingen, zeiden ze. Melanine is een pigment dat normaal gesproken in de huid aanwezig is, maar huidcellen worden niet beschadigd, zei Zharov. Hoewel de huid op natuurlijke wijze melanine produceert, schaadt deze lasertechniek die cellen niet. Dat komt omdat het laserlicht een relatief groot gebied op de huid blootstelt (dus niet gericht op individuele huidcellen om ze te beschadigen), terwijl de laserenergie meer geconcentreerd is op de bloedvaten en circulerende tumorcellen, voegde hij eraan toe.
Onverwacht ontdekte het team ook dat de kankerpatiënten na de behandeling minder circulerende tumorcellen hadden. "We gebruikten een relatief lage energie" met als primair doel de diagnose te stellen in plaats van de kanker te behandelen, zei Zharov. Maar zelfs bij die lage energie leek de laserstraal de kankercellen te vernietigen.
Hier is hoe het werkt: terwijl de melanine de warmte absorbeert, begint het water rond de melanine in de cellen te verdampen, waardoor een bubbel ontstaat die uitzet en instort, waardoor de cel mechanisch wordt vernietigd, zei Zharov.
"Ons doel is door deze cellen te doden, we kunnen de verspreiding van uitgezaaide kanker helpen voorkomen", zei hij. Maar hij hoopt meer onderzoek te doen om het apparaat verder te optimaliseren om meer tumorcellen te doden, terwijl het nog steeds onschadelijk is voor andere cellen.
Ze hebben het apparaat ook nog niet getest op mensen met een donkerdere huid, die een hoger melaninegehalte hebben. Toch krijgt slechts een zeer klein percentage van de Afro-Amerikanen melanoom.
Het team hoopt de technologie uit te breiden om circulerende tumorcellen te vinden die vrijkomen door andere kankers dan melanoom. Deze kankercellen bevatten geen melanine, dus om ze te detecteren, zouden de onderzoekers de patiënten eerst moeten injecteren met specifieke markers of moleculen die aan deze cellen zouden binden, zodat ze door de laser kunnen worden geraakt. Ze hebben tot nu toe aangetoond dat deze techniek zou kunnen werken op menselijke borstkankercellen in het laboratorium.
