Met een nieuwe methode op basis van nanotechnologie kunnen veranderingen in de genetische samenstelling van weefselmonsters snel en eenvoudig worden opgespoord. Dit rapport onderzoekers van het Zwitserse Nanoscience Institute, de Universiteit van Basel en het Universitair Ziekenhuis Basel in eerste klinische tests met genetische mutaties bij patiënten met maligne melanoom. Het journaal Nano-letters heeft de studie gepubliceerd.

Volgens schattingen van de American Skin Cancer Foundation, tegenwoordig ontwikkelen meer mensen huidkanker dan borst, prostaat, long- en darmkanker samen. Hoewel maligne melanoom verantwoordelijk is voor slechts ongeveer 5 procent van de huidkankers, dit zijn de ernstigste gevallen en kunnen de dood tot gevolg hebben. Ongeveer de helft van alle patiënten die een maligne melanoom ontwikkelen, vertoont een bepaalde genetische verandering (mutatie). Het gaat om een ​​verandering in het BRAF-gen (B-gen voor Rapid Acceleration of Fibrosarcoma) dat leidt tot ongecontroleerde celproliferatie.

Er zijn nu medicijnen die deze specifieke mutaties uitbuiten en de kanker bestrijden, levensverwachting van patiënten aanzienlijk verlengen. Echter, ze werken alleen als de overeenkomstige genetische mutatie daadwerkelijk aanwezig is. Waar het niet is, ze veroorzaken ernstige bijwerkingen zonder het gewenste effect te veroorzaken. "Het is daarom essentieel dat we de mutaties in weefselmonsters betrouwbaar kunnen identificeren. Dat is de enige manier om ervoor te zorgen dat patiënten de juiste behandeling en succesvolle resultaten krijgen, " legt de co-auteur van het artikel uit, Professor Katharina Glatz van het Instituut voor Pathologie van het Universitair Ziekenhuis Basel.

Gecoate microcantilevers

In een klinische pilotstudie het team onder leiding van professor Ernst Meyer en professor Christoph Gerber van het Zwitserse Nanoscience Institute en de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Basel gebruikte voor het eerst nanosensoren om de mutaties in weefselmonsters van patiënten met maligne melanoom te detecteren. Om dit te doen, de onderzoekers gebruikten kleine uitkragingen die op verschillende manieren waren gecoat. Sommigen van hen droegen een herkenningssequentie voor de mutatie waarop de onderzoekers zich richtten.

Vervolgens werd genetisch materiaal (RNA) uit de weefselmonsters van de patiënten geïsoleerd en op de uitkragingen aangebracht. Als de genetische verandering aanwezig is, het RNA van de patiënt bindt aan de herkenningssequentie op de cantilever. De resulterende oppervlaktespanning leidt tot buigen van de cantilever, die kan worden gemeten. Als de mutatie afwezig is in het RNA-monster, deze buiging komt niet voor - met andere woorden, alleen een specifieke binding produceert een signaal. Het voordeel van het gebruik van nanocantilevers is dat er geen tijdrovende procedures nodig zijn. Het duurt minder dan een dag om van het uitvoeren van de biopsie naar de diagnose te gaan.

30 jaar geleden ondenkbaar

In dit onderzoek, het onderzoeksteam van Basel kon aantonen dat nanomechanische microcantilevers mutaties kunnen identificeren in complexe mengsels van totaal RNA geïsoleerd uit weefselmonsters. Aanvankelijk, cantilevers werden alleen gebruikt in atomic force microscopen. Professor Christoph Gerber – die op 6 september in Oslo de Kavli-prijs ontvangt, samen met Gerd Binnig en Cal Quate, voor de ontwikkeling van de atoomkrachtmicroscoop - merkt op:"Dertig jaar geleden, we konden niet voorzien dat onze technologie ooit in het ziekenhuis zou worden gebruikt voor gepersonaliseerde geneeskunde - 'van de bank tot het bed, ' als het ware."