(PhysOrg.com) - Vrijwel elke patiënt met de diagnose borstkanker of melanoom ondergaat een lymfeklierbiopsie om te bepalen of hun kanker zich in het lichaam begint te verspreiden. Het nemen van deze biopsie omvat een invasieve en ongemakkelijke procedure, en hoewel het nodig is, detecteert het in minder dan 95% van de gevallen metastasen. Om de noodzaak van invasieve biopsie te elimineren, en om de diagnostische gevoeligheid van biopsie te verbeteren, onderzoekers hebben gewerkt aan de ontwikkeling van niet-invasieve beeldvormingstechnieken om tumordragende schildwachtklieren te identificeren.

Nutsvoorzieningen, een groep onderzoekers van de Washington University of St. Louis, onder leiding van Dipanjan Pan, doctoraat, en met inbegrip van Gregory Lanza, MD, en Samuel Wickline, MD, beide leden van het Siteman Center of Cancer Nanotechnology Excellence, heeft "zachte" gouden nanodeeltjes ontwikkeld die zich ophopen in schildwachtklieren en die zichtbaar zijn met behulp van een techniek die bekend staat als fotoakoestische beeldvorming. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in het tijdschrift Biomaterialen .

Fotoakoestische beeldvorming combineert aspecten van optische en ultrasone beeldvorming in een gevoelige beeldvormingstechniek die geschikt is voor gebruik in het menselijk lichaam. Fotoakoestische beeldvormende middelen, inclusief gouden nanodeeltjes, geluidsgolven uitzenden wanneer ze worden verlicht met specifieke lichtfrequenties. In het geval van gouden nanodeeltjes, de activerende lichtenergie vindt plaats in het nabij-infrarood, een gebied van het optische spectrum dat gemakkelijk door biologische weefsels gaat, en hun fotoakoestische emissies zijn sterk genoeg om detecteerbaar te zijn met standaard klinische ultrasone apparatuur.

De sleutel tot deze studie was de ontwikkeling van een gouden nanodeeltjesbeeldvormingsmiddel dat de snelheid van accumulatie in schildwachtlymfeklieren in evenwicht houdt met de snelheid van eliminatie van deeltjes die de lymfeklieren niet vangen. De oplossing was om meerdere gouden nanodeeltjes in te pakken, elk 2-4 nanometer in diameter, binnen een zachte polymeermatrix, het produceren van een 90 nanometer gouden nanobeacon die zich snel ophoopt in de schildwachtklieren. Toen de onderzoekers hun nanobeacons een uur later in muizen injecteerden en lymfeklieren in beeld brachten, ze ontdekten dat het fotoakoestische signaal negen keer sterker was in lymfeklieren dan in omliggende bloedvaten. Terwijl grotere nanodeeltjes een sterker signaal produceerden, ze stapelden zich niet uitsluitend op in de lymfeklieren, dus het contrast dat ze produceerden was veel kleiner.

Dit werk, die gedetailleerd wordt beschreven in een document met de titel, "Nabij infrarood fotoakoestische detectie van schildwachtklieren met gouden nanobeacons, " werd gedeeltelijk ondersteund door de NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, een alomvattend initiatief dat is ontworpen om de toepassing van nanotechnologie op de preventie te versnellen, diagnose, en behandeling van kanker. Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.