Hepatocellulair carcinoom is de meest voorkomende vorm van kanker die de lever treft. Meer dan 500, 000 mensen wereldwijd, geconcentreerd in Sub-Sahara Afrika en Zuidoost-Azië, worden er jaarlijks mee gediagnosticeerd. De meeste van de getroffenen sterven binnen zes maanden.

Een groot obstakel voor de behandeling van leverkanker is het ontbreken van een vroege diagnose. huidige technieken, inclusief echografie, CT- en MRI-scans, spot tumoren pas als ze een diameter van ongeveer 5 centimeter hebben bereikt. Tegen die tijd, de kanker is bijzonder agressief, weerstand bieden aan chemotherapie en moeilijk operatief te verwijderen zijn.

Nu meldt een onderzoeksteam onder leiding van Brown University enkele veelbelovende resultaten voor een eerdere diagnose. Bij laboratoriumtesten, het team gebruikte gouden nanodeeltjes omringd door een geladen polymeercoating en een röntgenverstrooiingsbeeldvormingstechniek om tumorachtige massa's zo klein als 5 millimeter te ontdekken. De aanpak, gedetailleerd in het tijdschrift American Chemical Society Nano-brieven, markeert de eerste keer dat metalen nanodeeltjes zijn gebruikt als middelen om röntgenverstrooiingssignalen te verbeteren om tumorachtige massa's in beeld te brengen.

"Wat we doen is geen screeningsmethode, " zei Christoph Rose-Petruck, hoogleraar scheikunde aan de Brown University en corresponderende auteur op het papier. "Maar bij een routine-examen, met mensen met risicofactoren, zoals bepaalde vormen van hepatitis, we kunnen deze techniek gebruiken om een ​​tumor te zien met een diameter van slechts enkele millimeters, die, qua grootte, een factor 10 kleiner is."

Het team nam gouden nanodeeltjes met een diameter van 10 en 50 nanometer en omhulde ze met een paar polyelektrolytcoatings van 1 nanometer. De coating gaf de nanodeeltjes een lading, wat de kans vergroot dat ze zouden worden opgeslokt door de kankercellen. Eenmaal verzwolgen, het team gebruikte röntgenverstrooiingsbeeldvorming om de gouden nanodeeltjes in de kwaadaardige cellen te detecteren. Bij laboratoriumtesten, de niet-toxische gouden nanodeeltjes vormden slechts 0,0006 procent van het celvolume, toch hadden de nanodeeltjes voldoende kritische massa om te worden gedetecteerd door het röntgenverstrooiingsbeeldvormingsapparaat.

"We hebben aangetoond dat zelfs met deze kleine aantallen, we kunnen deze [tumor]cellen onderscheiden, ' zei Rose-Petruck.

De volgende stap voor de onderzoekers ligt aan de klinische kant. Vanaf deze zomer, de groep zal een op kanker gericht antilichaam aan het nanodeeltjesvehikel hechten om levertumoren bij muizen te zoeken. Het antilichaam dat zal worden gebruikt, is ontwikkeld door Jack Wands, directeur van het Liver Research Center van het Rhode Island Hospital en hoogleraar medische wetenschappen aan de Warren Alpert Medical School van Brown University.

"We hebben een monoklonaal antilichaam ontwikkeld dat zich richt op een celoppervlakte-eiwit dat sterk tot expressie wordt gebracht op leverkankercellen, "Zei Wands. "We zijn van plan om het antilichaam te koppelen aan de gouden nanodeeltjes in een poging om de groei van vroege tumoren in de lever te detecteren door middel van röntgenbeeldvorming."

De onderzoekers zeggen dat de röntgenverstrooiingsbeeldvormingsmethode kan worden gebruikt om nanodeeltjesassemblages in andere organen te detecteren. "Het idee zou moeten zijn dat als je erachter kunt komen om dat [nanodeeltje] naar specifieke plaatsen in het lichaam te krijgen, je kunt erachter komen hoe je het kunt voorstellen, " zei Daniëlle Rand, een tweedejaars student scheikunde en de eerste auteur op het papier.