Het werk van John Oakey op cellulair en moleculair niveau zou de manier waarop kanker wordt behandeld radicaal kunnen veranderen.

eik, een universitair hoofddocent chemische technologie aan de University of Wyoming's College of Engineering and Applied Science, en zijn onderzoeksgroep hebben een innovatieve methode ontwikkeld om cellen die kankermarkers zijn uit bloedmonsters te isoleren.

de cellen, bekend als circulerende tumorcellen (CTC), zijn aanwezig in het bloed van mensen met tumoren in hun lichaam. De CTC's migreren vaak van de oorspronkelijke tumorplaats en komen terecht in andere delen van het lichaam, mogelijk groeiend in de lever, de hersenen of de lymfeklieren. De verspreiding van deze cellen en het ontstaan ​​van secundaire tumoren is het proces van metastase, en de behandeling van het getroffen gebied beschadigt uiteindelijk alle cellen, inclusief gezonde.

Dat maakt het isoleren van de CTC's een belangrijke maar uiterst moeilijke taak. Een monster van 1 milliliter bloed bevat miljarden cellen, die tussen de één en enkele honderden CTC's kunnen bevatten. Huidige onderzoekstactieken kunnen de cellen isoleren, maar ze worden meestal gemengd met andere bloedcellen.

"We zijn geïnteresseerd in het ontwikkelen van een CTC-meetinstrument, " zegt Oakey. "Het is gebaseerd op microschaalverwerking van bloed. Dit is het spreekwoordelijke 'naald in een hooiberg'-probleem. Hoe vind en isoleer je die CTC's?"

Oakey voegt eraan toe dat, momenteel, kankerbehandeling kan worden vergeleken met een "shotgun-explosie van medicijnen" naar het getroffen gebied, die zowel gezonde cellen als kankercellen doodt, en leidt tot ongemak voor patiënten.

Veel onderzoekstoepassingen vereisen dat de cellen levend en levensvatbaar terugkomen voor laboratoriumculturen. Met behulp van Oakey's microfluïdische apparaat, bloed wordt van de ene kant in de kamers gepompt en circuleert er doorheen. Terwijl ze over het oppervlak tuimelen, bepaalde cellen plakken aan het microfluïdische oppervlak en blijven plakken als ze markers van kanker vertonen.

Zodra de CTC's zijn opgesloten, ze kunnen op individuele basis worden gekweekt en getest. Het apparaat kan ook worden gebruikt om de CTC's te "tellen". Voor een persoon gediagnosticeerd en behandeld, CTC-tellingen kunnen aangeven of de behandeling werkt. Het onderzoek kan ook diagnostisch worden gebruikt, om te zien welke variant een tumor kan hebben, zodat de therapie kan worden geïndividualiseerd.

Het project werd gedurende drie voorgaande jaren gefinancierd door het National Institutes for Health IDeA Networks for Biomedical Research Excellence (INBRE) Program.

"We hebben het probleem opgelost om de cellen weer levend te krijgen, " Zegt Oakey. "We hebben het gedaan door de hydrogel-opvangoppervlakken te creëren. Als je er licht op schijnt, het degradeert. De CTC's plakken aan de gel, samen met enkele gezonde cellen. We kunnen de CTC's eruit halen en ze uit het apparaat spoelen, en eindigen met levende cellen om te kweken. Ze hebben een zuiverheid van 100 procent."

Oakey zegt dat de volgende stap is om het onderzoek naar een klinische setting te verplaatsen. Zodra de CTC's in een laboratorium kunnen worden gekweekt, ze kunnen worden behandeld met de nieuwste chemotherapiemethoden om te zien hoe ze reageren. De cellen kunnen genomisch worden getest om de resistentie tegen geneesmiddelen te bepalen, en onderzoekers kunnen de methode gebruiken om meer te weten te komen over latente en agressieve celtypen in een poging om te bepalen hoe snel en agressief ze moeten worden behandeld.

"Het doel is om te zien hoe verschillende soorten cellen reageren op therapieën, " zegt Oakey. "Dit onderzoek zou kankerbehandelingen kunnen leiden naar geïndividualiseerde behandelingsstrategieën. Geïndividualiseerde therapie is hier heel erg het doel."