Krebsfüherkennung durch implantierbare Krebsfallen - ohne Biopsien?

Mit Sensoren und Bluetooth ausgestattet könnten Informationen sogar in Echtzeit geliefert werden

04.11.2019

Steve Alvey, Michigan Engineering

Künstlerische Darstellung.

Invasive Verfahren zur Biopsie von Gewebe aus krebserkrankten Organen könnten durch die einfache Entnahme von Proben aus einem winzigen "Köder" ersetzt werden, der direkt unter die Haut implantiert wurde, haben Forscher der University of Michigan bei Mäusen gezeigt.

Diese Geräte haben ein Talent dafür, Krebszellen anzuziehen, die durch den Körper wandern. Tatsächlich können sie sogar Anzeichen dafür erkennen, dass sich Krebs ausbreitet, bevor Krebszellen ankommen.

"Die Biopsie eines Organs wie der Lunge ist ein riskantes Verfahren, das nur sparsam durchgeführt wird", sagte Lonnie Shea, William and Valerie Hall Chair of Biomedical Engineering an der U-M. "Wir legen diese Gerüste direkt unter die Haut, so dass sie leicht zugänglich sind."

Die einfache Zugänglichkeit würde es den Ärzten auch ermöglichen, die Wirksamkeit von Krebsbehandlungen näher an der Echtzeit zu überwachen.

Biopsien des Gerüsts ermöglichten es den Forschern, 635 Gene zu analysieren, die in den gefangenen Krebszellen vorhanden sind. Aus diesen Genen identifizierte das Team zehn, die vorhersagen konnten, ob eine Maus gesund war, ob sie einen Krebs hatte, der sich noch nicht ausgebreitet hatte, oder ob ein Krebs vorhanden war und sich zu verbreiten begann. Sie könnten das alles ohne eine invasive Biopsie eines Organs tun.

Die am Gerüst erhaltene Genexpression hatte unterschiedliche Muster in Bezug auf Zellen aus dem Blut, die durch eine Technik erhalten werden, die als Flüssigbiopsie bekannt ist. Diese Unterschiede zeigen, dass das Gewebe in diesen Fallen einzigartige Informationen liefert, die mit dem Fortschreiten der Erkrankung korrelieren.

Die Forscher haben gezeigt, dass die synthetischen Gerüste mit verschiedenen Arten von Krebs bei Mäusen arbeiten, einschließlich Bauchspeicheldrüsenkrebs. Sie wirken, indem sie Immunzellen anlocken, die wiederum Krebszellen anziehen.

"Als wir anfingen, war die Idee, dass wir das Gerüst biopsieren und nach Tumorzellen suchen würden, die den Immunzellen dort gefolgt waren", sagte Shea. "Aber wir haben erkannt, dass wir durch die Analyse der Immunzellen, die sich zuerst sammeln, den Krebs erkennen können, bevor er sich ausbreitet."

Bei der Behandlung von Krebs ist die Früherkennung entscheidend. "Derzeit können frühe Anzeichen von Metastasen schwer zu erkennen sein", sagt Jacqueline Jeruss, außerordentliche Professorin für Chirurgie und Biomedizinische Technik und Mitautorin der Studie. "Die Bildgebung kann durchgeführt werden, sobald ein Patient Symptome verspürt, aber das bedeutet, dass die Anzahl der Krebszellen bereits beträchtlich sein kann. Verbesserte Nachweisverfahren sind erforderlich, um Metastasen zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, an dem gezielte Behandlungen einen signifikanten positiven Einfluss auf die Verlangsamung des Krankheitsverlaufs haben können."

Die Immunzellen erlaubten es den Forschern, festzustellen, ob die Behandlungen bei den Mäusen wirksam waren und welche Probanden empfindlich oder resistent gegen die Behandlung waren.

Die Fähigkeit des Köders, Immun- und Krebszellen anzuziehen, kann auch die Behandlung selbst unterstützen. In früheren Forschungen zeigten die Geräte die Fähigkeit, das Wachstum von metastasierenden Brustkrebstumoren bei Mäusen zu verlangsamen, indem sie die Anzahl der Krebszellen, die diese Tumore erreichen können, reduzieren.

Für die Zukunft sieht Shea vor, dass die Gerüste mit Sensoren und Bluetooth-Technologie ausgestattet werden könnten, die Informationen in Echtzeit liefern könnten, ohne dass eine Biopsie erforderlich wäre.

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