Kankercellenfuik op een chip

Auteur: arjen | Publicatiedatum:

Amerikaanse onderzoekers denken een lab-op-een-chip te kunnen bouwen dat uitzaaiende kankercellen een paar uur lang uit je bloed zift zonder dat je daar al die tijd voor aan een machine hoeft te liggen. Het laat veel minder aan het toeval over dan een éénmalig bloedmonster, claimen Daniel Hayes, Sunitha Nagrath en collega’s van de University of Michigan in Nature Communications.

Het probleem met die bloedmonsters is dat tumoren niet veel meer dan duizend cellen per minuut loslaten, die zich verspreiden over 5 tot 6 liter bloed. Tenzij zo’n cel ergens blijft steken en een uitzaaiing veroorzaakt, is de levensduur vrij kort. In de praktijk bevat een typisch bloedmonster er misschien een stuk of tien, maar het kan ook gebeuren dat je er niet één vindt in bloed van een patiënt waarvan je weet dat hij kanker heeft in een vergevorderd stadium. Mogelijk komt dit doordat een tumor niet voortdurend cellen uitscheidt maar slechts zo nu en dan; meer dan een hypothese is dat echter niet.

Om de kans op zo’n uitschieter te verkleinen moet je veel grotere hoeveelheden bloed screenen. Maar die kun je niet zomaar even aftappen. En elke patiënt urenlang moeten vastleggen aan iets dat doet denken aan een nierdialyse-apparaat, lijkt ook niet zo praktisch.

Vandaar het idee om een apparaatje te bedenken dat je op de arm kunt binden, terwijl het via een dubbelwandige katheter is aangesloten op een ader. Het doet in de verte denken aan de draagbare kunstnier waar de Nierstichting al jaren voor pleit, maar is veel eenvoudiger te miniaturiseren omdat het maar heel weinig 'troep' hoeft tegen te houden.

Hart van het apparaatje is een lab op een chip, met vier zigzaggende kanaaltjes waar het bloed doorheen stroomt en voortdurend wordt gemengd. De kanaaltjes zijn voorzien van een goudlaagje, waarop grafeenoxide is gehecht dat op zijn beurt zogeheten anti-EPCAM-antilichamen bindt, die passerende tumorcellen ‛vangen’. In de praktijk kun je 80% van die cellen onderscheppen, en indien gewenst kun je ze na de monstername nog even in de chip laten zitten om ze te laten doorgroeien ten behoeve van het lab-onderzoek. Een pompje zuigt het bloed uit de ader en perst het door de kanaaltjes. Een tweede pomp voegt continu een dosis toe van het antistollingsmiddel heparine om te voorkomen dat de chip verstopt raakt.

De prototypes zijn grotendeels vervaardigd met 3D-printtechnieken. De afbeelding toont een van de gebruikte CAD-ontwerptekeningen: de bloedpomp zit linksboven, de heparine-injecteur ligt voorin, de groene vlakken zijn elektronicaprints en de eigenlijke chip komt uiteindelijk bovenop te liggen.

Voorlopig is het alleen uitgeprobeerd bij honden, waarbij binnen twee uur 1 à 2% van het totale bloedvolume door de chip ging. In dat bloed waren vooraf menselijke tumorcellen geïnjecteerd, die voor een hond in principe onschadelijk zouden moeten zijn. Grootste probleem leek nog te zijn dat de chip verzadigd kan raken: wellicht zul je hem halverwege de meting moeten vervangen, maar je kunt ook denken aan een houder met meerdere exemplaren die een voor een in de bloedstroom worden geschakeld.

De auteurs vragen zich tevens af of je niet meer verschillende antilichamen moet gebruiken: EPCAM-antilichamen binden immers specifiek cellen die kenmerken vertonen van epitheel, en het is zeer de vraag of alle tumorcellen die karakteristiek vertonen.

bron: University of Michigan

‹ VorigeVolgende ›

Deel deze pagina
Aanmelden nieuwsbrief

Meld je nu aan voor de Medicines nieuwsbrief.

Abonneer je nu!

Betabanen

Betabanen