(PhysOrg.com) -- Circulerende tumorcellen, die een cruciale rol spelen bij de uitzaaiing van kanker, al meer dan 100 jaar bekend zijn bij de wetenschap, en onderzoekers hebben er lang naar gestreefd ze op te sporen en vast te leggen. Nutsvoorzieningen, een UCLA-onderzoeksteam heeft een innovatief apparaat ontwikkeld op basis van klittenbandachtige nanoschaaltechnologie om deze circulerende tumorcellen efficiënt te identificeren en te "grijpen", of CTC's, in het bloed.

Metastase is de meest voorkomende doodsoorzaak door kanker bij patiënten met solide tumoren en treedt op wanneer deze plunderende tumorcellen de primaire tumorplaats verlaten en door de bloedbaan reizen om kolonies op te zetten in andere delen van het lichaam.

De huidige gouden standaard voor het bepalen van de ziektestatus van tumoren omvat de invasieve biopsie van tumormonsters, maar in de vroege stadia van metastase, het is vaak moeilijk om een ​​biopsieplaats te identificeren. Door CTC's vast te leggen in bloedmonsters, artsen kunnen in wezen een "vloeibare" biopsie uitvoeren, vroege opsporing en diagnose mogelijk maken, evenals verbeterde monitoring van kankerprogressie en behandelingsreacties.

In een studie die deze maand is gepubliceerd en op de omslag van het tijdschrift stond Angewandte Chemie, de UCLA-onderzoekers kondigen de succesvolle demonstratie van deze "nano-klittenband" -technologie aan, die ze ontwikkelden tot een microfluïdische chip van 2,5 bij 5 centimeter. Deze tweede generatie CTC-capture-technologie bleek in staat tot zeer efficiënte verrijking van zeldzame CTC's die zijn vastgelegd in bloedmonsters die zijn verzameld bij prostaatkankerpatiënten.

De nieuwe aanpak zou nog sneller en goedkoper kunnen zijn dan de bestaande methoden, en het vangt een groter aantal CTC's op, aldus de onderzoekers.

De prostaatkankerpatiënten werden gerekruteerd met de hulp van een klinisch team onder leiding van artsen Dr. Matthew Rettig, van de afdeling Urologie van de UCLA, en Dr. Jiaoti Huang, van de UCLA-afdeling Pathologie en Laboratoriumgeneeskunde.

De nieuwe CTC-verrijkingstechnologie is gebaseerd op de eerdere ontwikkeling van 'fly-paper'-technologie door het onderzoeksteam, geschetst in een artikel uit 2009 in Angewandte Chemie. De technologie omvat een met nanopijlers bedekte siliciumchip waarvan de "kleverigheid" het gevolg is van de interactie tussen de nanopijlers en nanostructuren op CTC's die bekend staan ​​als microvilli, waardoor een effect ontstaat dat lijkt op de boven- en onderkant van klittenband.

De nieuwe, apparaat van de tweede generatie voegt een bedekt microfluïdisch kanaal toe om een ​​vloeistofstroompad te creëren dat de menging verhoogt. Naast het klittenbandachtige effect van de nanopilaren, de vermenging die wordt geproduceerd door de architectuur van het microfluïdische kanaal zorgt ervoor dat de CTC's meer contact hebben met de met nanopijlers bedekte vloer, verdere verbetering van de efficiëntie van het apparaat.

"Het apparaat heeft een hoge doorstroming van de bloedmonsters, die met verhoogde (bliksem)snelheid reizen, " zei senior studie auteur Dr. Hsian-Rong Tseng, een universitair hoofddocent moleculaire en medische farmacologie aan het UCLA Crump Institute for Molecular Imaging en het California NanoSystems Institute aan de UCLA.

"De cellen stuiteren op en neer in het kanaal en worden tegen het oppervlak geslagen en worden gevangen, " verklaarde Dr. Clifton Shen, een andere studie auteur.

De voordelen van het nieuwe apparaat zijn aanzienlijk. De CTC-capture rate is veel hoger, en het apparaat is gemakkelijker te hanteren dan zijn tegenhanger van de eerste generatie. Het beschikt ook over een meer gebruiksvriendelijke, semi-automatische interface die de puur handmatige bediening van het eerdere apparaat verbetert.

"Deze nieuwe CTC-technologie heeft het potentieel om een ​​krachtig nieuw hulpmiddel te zijn voor kankeronderzoekers, waardoor ze de evolutie van kanker kunnen bestuderen door CTC's te vergelijken met de primaire tumor en de metastasen op afstand die meestal dodelijk zijn, " zei Dr. Kumaran Duraiswamy, een afgestudeerde van de UCLA Anderson School of Management, die op school bij het project betrokken raakte. "Als het in de toekomst de kliniek bereikt, deze CTC-analysetechnologie zou kunnen helpen om echt gepersonaliseerde kankerbehandeling en -beheer mogelijk te maken."