'Biomedische tatoeage' kan kanker vroegtijdig oplopen
Vaak wordt kanker pas in een vergevorderd stadium ontdekt, wanneer de behandeling ervan erg moeilijk wordt en de vooruitzichten minder veelbelovend. Maar onderzoekers uit Zwitserland ontwikkelen een implantaat dat ‘dragers’ vroegtijdig kan waarschuwen voor de aanwezigheid van kanker.
Onlangs is de media overspoeld met het nieuws over 'slimme tatoeages' - ontwikkeld door onderzoekers van de Harvard University in Cambridge, MA.
Ze helpen de gezondheid te bewaken met behulp van biogevoelige inkt die van kleur verandert als gevolg van de veranderende samenstelling van de interstitiële vloeistof in het lichaam.
Nu heeft Prof.Martin Fussenegger - van de afdeling Biosystems Science and Engineering aan de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich in Zwitserland - samen met een team van onderzoekers het prototype van een andere dergelijke 'tatoeage' ontwikkeld met een precies doel: het detecteren van de mogelijke aanwezigheid van kanker cellen vroeg.
Talrijke soorten kanker worden laat gediagnosticeerd, wat de werkzaamheid van de behandeling vermindert en kan betekenen dat mensen waarschijnlijk geen positieve gezondheidsresultaten op de lange termijn zullen zien.
"Vroege detectie vergroot de overlevingskans aanzienlijk", legt prof. Fussenegger uit, en voegt eraan toe:
“Als bijvoorbeeld borstkanker vroegtijdig wordt ontdekt, is de kans op herstel 98 procent; Als de tumor echter te laat wordt gediagnosticeerd, heeft slechts 1 op de 4 vrouwen een goede kans op herstel.
“Tegenwoordig”, vervolgt hij, “gaan mensen over het algemeen pas naar de dokter als de tumor problemen begint te veroorzaken. Helaas is het op dat moment vaak te laat. "
Prof. Fussenegger en team zijn van mening dat deze situatie in de toekomst aanzienlijk kan worden verbeterd door het gespecialiseerde huidimplantaat dat ze hebben bedacht - dat ze een 'biomedische tatoeage' noemen.
Hun biomedische tatoeage zal vier van de meest voorkomende soorten kanker herkennen - die ook vaak laat worden ontdekt - namelijk: borstkanker, longkanker, prostaatkanker en darmkanker.
De onderzoekers hebben een haalbaarheidsstudie gedaan, waarin ze de werkzaamheid en nauwkeurigheid van hun prototype hebben getest op muizen en op varkenshuid.
Hun resultaten, die tot nu toe veelbelovend waren, worden gepubliceerd in het tijdschrift Science translationele geneeskunde.
Hoe het implantaat werkt
In de vroegste stadia van de ontwikkeling van kanker worden de calciumspiegels in het bloed superhoog in een fenomeen dat bekend staat als 'hypercalciëmie'. Studies hebben aangetoond dat 30 procent van de mensen bij wie een vorm van kanker is vastgesteld, een verhoogde calciumconcentratie in hun systemen heeft.
Het implantaat bestaat uit een reeks "genetische componenten" die in lichaamscellen worden ingebouwd; eenmaal ingebracht onder de huid, kan dit implantaat het calciumgehalte in het bloed controleren.
Mochten deze niveaus abnormaal stijgen, dan zou melanine - het natuurlijke pigment van het lichaam - de genetisch gemodificeerde cellen "overspoelen", waardoor ze het uiterlijk krijgen van een bruine moedervlek. De "drager" zou dus heel vroeg worden gewaarschuwd voor alle veelzeggende tekenen van kanker.
"Een implantaatdrager moet dan een arts raadplegen voor verdere evaluatie nadat de moedervlek is verschenen", zegt prof. Fussenegger.
"De moedervlek betekent niet dat de persoon waarschijnlijk binnenkort zal sterven", voegt hij eraan toe. Integendeel, de vervoerder moet het gewoon beschouwen als een vroeg teken dat ze mogelijk hun gezondheidstoestand moeten controleren.
Bovendien is het implantaat "in de eerste plaats bedoeld voor zelfcontrole, waardoor het zeer kosteneffectief is", zoals prof. Fussenegger opmerkt.
Mocht een persoon echter niet willen worden blootgesteld aan de mogelijke stress dat een kunstmatige "moedervlek" op elk moment kan "oplichten" en mogelijk kanker signaleert, dan hebben ze een andere optie.
Prof. Fussenegger en collega's hebben ook een alternatieve implantaatstijl ontwikkeld, waarbij de gekleurde markering van hypercalciëmie pas zichtbaar wordt onder een speciaal rood licht, vergelijkbaar met het "onzichtbare inkt" -concept.
Dit betekent dat de implantaatdrager een "regelmatige controle [die] kan worden uitgevoerd door hun arts", zegt prof. Fussenegger.
Aankomende beproevingen en beproevingen
De tot dusver uitgevoerde tests hebben bevestigd dat het implantaat betrouwbaar is als diagnostisch hulpmiddel, maar het heeft wel enkele nadelen. Het grootste probleem is dat het geen lange "houdbaarheid" heeft, dus het zou herhaaldelijk moeten worden "bijgewerkt".
"Ingekapselde levende cellen gaan ongeveer een jaar mee", merkt prof. Fussenegger op, "volgens andere studies. Daarna moeten ze worden geïnactiveerd en vervangen. "
Een andere vangst is dat dit implantaat tot nu toe slechts een vroeg prototype is en dat er nog veel meer onderzoek nodig is voordat het op mensen kan worden getest. De weg naar het beschikbaar maken van de biomedische tatoeage voor gebruik is lang en moeizaam.
"Voortdurende ontwikkeling en klinische proeven in het bijzonder zijn arbeidsintensief en duur, wat wij als onderzoeksgroep niet kunnen betalen", legt prof. Fussenegger uit, terwijl hij toegeeft dat het totale onderzoeksproces meer dan tien jaar kan duren.
Maar het wachten en de moeite, voegt hij eraan toe, is zeker de moeite waard, aangezien dit een concept is dat kan worden aangepast zodat het kan helpen bij het diagnosticeren van een overvloed aan verschillende aandoeningen - van neurodegeneratieve ziekten tot hormonale aandoeningen - in een vroeg stadium.
