EN NY BæRBAR ENHED KAN DETEKTERE KRæFT MED MERE PRæCISION

Forskere fra University of Michigan har udviklet og afprøver nu en enhed, de kalder ”indbegrebet af præcisionsmedicin”, der opdager kræft i blodcirkulation.

Nylige bestræbelser på at udvikle en bærbar enhed, der kan opdage kræft i blodbanen, viser løfte.

”Ingen vil have en biopsi,” siger Dr. Daniel Hayes, Stuart B. Padnos, professor i brystkræftforskning ved University of Michigan Rogel Cancer Center i Ann Arbor.

Biopsier er invasive og kan være ubehagelige, men de er i øjeblikket den mest nøjagtige metode til at bestemme, om en person har kræft eller ej.

Men, foreslår Dr. Hayes, "Hvis vi kunne få nok kræftceller fra blodet, kunne vi bruge dem til at lære om tumorbiologien og direkte pleje af patienterne."

Dr. Hayes og hans team har for nylig udviklet en bærbar enhed, der kan "filtrere" cirkulerende blod for kræftceller, der - hvis det består alle testene - kan erstatte flydende biopsier, hvor sundhedspersonale tager blod- eller urinprøver fra enkeltpersoner for at lede efter markører for Kræft.

Kræfttumorer frigiver celler i blodet, hvilket betyder, at en specialist i det mindste i teorien ved at tage en blodprøve og analysere den skal være i stand til at opdage tilstedeværelsen af kræft.

Dette er dog lettere sagt end gjort, da blodprøver, selv hos mennesker med ondartede tumorer, muligvis ikke afslører meget eller overhovedet noget, da kræftceller, deres tumorer frigøres i blodet, cirkulerer hurtigt og måske ikke vises i en enkelt blodprøve.

Dr. Hayes og hans kollegaer fra University of Michigan er ansporet af denne komplikation, og de er kommet med en enhed, der kan udføre alt arbejdet med test af flydende biopsi, men ved faktisk at "scanne" blodbanen for kræftceller.

Foreløbigt har holdet testet denne enhed på hunde og rapporterer resultaterne i tidsskriftet Naturkommunikation.

Udfordringer med at nå et effektivt design

Forskerne forklarer, at selvom de fleste kræftceller, der ender i blodbanen, ikke overlever længe, kan de, der overlever, muligvis ende i forskellige dele af kroppen og danne en ny, metastatisk tumor.

Den bærbare enhed er ca. 2 x 2,75 x 1 inch.
Billedkredit: Tae Hyun Kim, Ph.D.

Af denne grund er det vigtigt at opdage tilstedeværelsen af kræft så hurtigt som muligt og målrette den med tilstrækkelig behandling, hvilket forhindrer den i at sprede sig og gøre yderligere skade.

Da de besluttede at forsøge at udvikle en bærbar enhed til screening af kræftceller i blodet, stod Dr. Hayes og kolleger over for en række forhindringer, som de måtte omgå.

For det første er enheden ca. 2 x 2,75 x 1 inch i størrelse, men den skal passe til al teknologi til blodscreening og -analyse, der typisk svarer til maskiner så høje som et skrivebord. Derefter måtte de finde måder til at gøre denne bærbare enhed effektiv og sikker.

”De mest udfordrende dele var at integrere alle komponenterne i en enkelt enhed og derefter sikre, at blodet ikke størknede, at cellerne ikke tilstoppede chippen, og at hele enheden er helt steril,” forklarer undersøgelsens første forfatter , Tae Hyun Kim, Ph.D.

Holdet kom med nogle kreative løsninger på alle disse problemer. For det første fandt de en måde at blande blodet, der løber gennem enheden, med et antikoagulant (anti-blodkoagulationsmiddel) - heparin. Derefter kom de op med en måde at sikre, at enheden forblev steril uden at påvirke antistofferne på chippen, der hjælper med at identificere kræftcellerne.

Med hensyn til den chip, der ligger i kernen i denne enhed, forklarer forskerne, at den bruger grafenoxid til at skabe en "filtrerings" -mekanisme, der er tipet med antistoffer, der er i stand til at fange over 80 procent af kræftceller, der er til stede i blodet.

'Indbegrebet af præcisionsmedicin'

For at teste denne enhed arbejdede forskerne med sunde hunde, som de injicerede med humane kræftceller. Holdet forsikrer om, at denne behandling ikke har nogen langsigtet effekt på de dyr, hvis immunsystem slipper af med de fremmede celler inden for få timer efter injektionen.

I deres eksperiment gav efterforskerne hundene milde beroligende midler i løbet af de første par timer efter kræftcelleinjektioner, og de monterede derefter screeningsanordningerne.

Derudover indsamlede holdet blodprøver fra hvert dyr hvert 20. minut og screenede disse for kræftceller separat ved hjælp af chips med samme design som dem, de indsatte i de eksperimentelle enheder.

Forskerne fandt ud af, at den bærbare enhed identificerede og indsamlede 3,5 gange flere kræftceller pr. Milliliter blod end den samme chip gjorde, da de "scannede" blodprøver in vitro.

”Det er forskellen mellem at have et sikkerhedskamera, der tager et øjebliksbillede af en dør hvert femte minut eller tager en video. Hvis en ubuden gæst kommer ind mellem øjebliksbillederne, ville du ikke vide noget om det, ”siger studiemedforfatter Sunitha Nagrath, Ph.D.

I fremtidige undersøgelser sigter forskerne mod at perfektionere den bærbare enhed ved at øge dens blodbehandlingshastighed. For at teste det yderligere i en mere realistisk sammenhæng planlægger efterforskerne at bruge det på hunde, der allerede har kræft.

Mens den nye enhed hidtil har vist meget løfte, mener Dr. Hayes, at der stadig er et stykke tid at gå, indtil den bliver tilgængelig for mennesker. Han vurderer, at holdet muligvis kan gennemføre kliniske forsøg med menneskelige deltagere inden for 3 til 5 år.