Onderzoekers van de Washington State University hebben een technologie ontwikkeld die meer dan 30 keer gevoeliger is dan de huidige laboratoriumtests voor het vinden van biomarkers voor kanker in een vroeg stadium in bloed.

De technologie gebruikt een elektrisch veld om biomarkers voor kanker te concentreren en te scheiden op een papieren strook. Het zou ooit een soort vloeibare biopsie kunnen worden en leiden tot eerdere detectie en snellere behandelingen van kanker, een ziekte die wereldwijd meer dan 9,6 miljoen doden per jaar veroorzaakt.

Onder leiding van Wenji Dong, universitair hoofddocent aan de Gene en Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering, en afgestudeerde student Shuang Guo, de onderzoekers waren in staat om minuscule niveaus van de kankermarkers te detecteren in kleine extracellulaire bubbels, exosomen genaamd, in slechts 10 minuten. Rapporteren over hun werk in het tijdschrift, Biosensoren en bio-elektronica , de onderzoekers noemen het werk een "belangrijke stap" in de ontwikkeling van snelle tests en vroege opsporing van kanker.

Onderzoekers hebben lang gezocht naar manieren om kanker eerder op te sporen om meer levens te redden. Hoewel er laboratoriumtests zijn ontwikkeld om tumorbiomarkers in bloed te detecteren, ze kunnen kanker in een vroeg stadium vaak niet vinden omdat de kankermarkers te laag zijn om te detecteren. In plaats daarvan, mensen komen er meestal achter dat ze kanker hebben door middel van invasieve biopsieën zodra tumoren zijn vastgesteld.

In recente jaren, onderzoekers hebben ontdekt dat een van de manieren waarop kankercellen zich verspreiden en communiceren met andere delen van het lichaam, is via minuscule exosoomblaasjes in bloed of andere vloeistoffen. Variërend in grootte van 40 tot 120 nanometer, of ongeveer 1000 keer kleiner in breedte dan een haarlok, de exosomen worden verondersteld moleculen van ouderkankercellen door het lichaam te transporteren, betreden en vervolgens herprogrammeren van vriendelijke cellen om kanker te worden. Kankercellen scheiden ook meer exosoombellen uit dan gewone cellen.

"Exosomen bieden een unieke kans als kankermarker, ' zei Dong.

Echter, het vinden van de met kanker gevulde exosomen in bloedonderzoek is een uitdaging. Ze zien er hetzelfde uit als normale cel-exosomen en andere extracellulaire bellen, en ze zijn op zeer lage niveaus in het bloed in vroege kanker.

Het WSU-team paste voor het eerst een technologie toe die een elektrisch veld gebruikt om snel te isoleren, verrijken en detecteren van de exosomen uit een prostaatkankercellijn.

De technologie was in staat om de exosomen van kankercellen te concentreren en vervolgens te scheiden van die van normale cellen door middel van immuunbinding. Dat is, de onderzoekers vingen de doel-exosomen met behulp van een antilichaam dat specifiek is voor een eiwitmarker op het exosoomoppervlak. De onderzoekers waren ook in staat om kankereiwitmarkers in de exosomen te scheiden en te analyseren.

De technologie was 33 keer gevoeliger dan conventionele methoden die in onderzoekslaboratoria worden gebruikt om exosomen te detecteren en te analyseren.

"Dit heeft het potentieel om een ​​techniek te worden die in staat is om monsters in minuten met orden van grootte te concentreren, ' zei Dong.

De onderzoekers demonstreerden hun technologie met succes met een testserum. Ze werken er nu aan om het te verbeteren door een grotere hoeveelheid menselijk bloed te gebruiken. met een verwarrende mix van hormonen, lipiden, en andere elementen die rondzweven, kan een uitdagende omgeving creëren voor succesvol testen. De onderzoekers werken ook aan het aanpassen van de stroomvereisten van de technologie, zodat het draagbaar en gemakkelijker in een medische omgeving kan worden gebruikt.