Door de visgraatstructuur van het apparaatje zouden deeltjes die de aanwezigheid van kanker verraden makkelijker te meten zijn. 

Voor veel ziektes geldt; hoe eerder je erbij bent, hoe groter de kans op genezing. Met name voor kanker, een aandoening gekenmerkt door rappe verspreiding van schadelijke cellen door het lichaam, is diagnose in een vroeg stadium van groot belang.

Onderzoekers zijn dan ook hard bezig met de ontwikkeling van methoden om de dodelijke ziekte zo snel mogelijk op te sporen. Zo ook onderzoekers van het kanker- en medisch centrum van de Kansas-universiteit. Het team maakte een lab-on-a-chip dat dankzij een visgraatstructuur efficiënter op kanker duidende deeltjes in het bloed kan meten. Het kleine apparaatje zou zo bij kunnen dragen aan een snellere diagnose, tijdigere ingreep en betere perspectieven voor de patiënt, schrijft het team in vakblad Nature Biomedical Engineering.

Lees ook: ‘Beginselen van alvleesklierkanker vastgelegd’

Vissengraat

“Een lab-on-a-chip is een piepkleine analysemethode,” legt onderzoeker Pim de Haan (Rijksuniversiteit Groningen) uit die met zulke mini-labs werkt, “waarmee we de verschillende stappen van het analyseren van een monster op een chip samenbrengen.” De Kansas-onderzoekers hebben een nieuwe variant van zo’n mini-laboratorium gemaakt – niet veel groter dan een USB-stick. Dankzij de bijzondere visgraatstructuur van het apparaatje (zie afbeelding hieronder), zou het met een klein beetje bloed heel efficiënt de aanwezigheid van kanker kunnen aantonen.

Dat werkt als volgt. Door de chip lopen kleine vloeistofkanaaltjes, enkele micrometers diep. Omdat die kanalen zo klein zijn, gedragen vloeistoffen zich anders dan in grotere stromen zoals rivieren. “Vloeistoffen in mini-kanalen worden een soort stroperige massa’s die moeilijk te vermengen zijn”, legt Andries van der Meer (Universiteit Twente) uit. “De visgraatstructuur is een beproefde methode om in deze kanaaltjes ‘wervelingen’ op te wekken waardoor de vloeistoffen tóch vermengen.”

Hoe dichter de op kanker duidende deeltjes bij het oppervlak van de chip komen, hoe makkelijker het voor de sensoren is de deeltjes te vangen (links). Hier helpt de vissengraatstructuur van deze nieuw ontwikkelde lab-on-a-chip (rechtsboven) bij. © KU News Service/University of Kansas

Piepkleine afvoerputjes

Dat mengen is nodig om de deeltjes die de aanwezigheid van bepaalde ziektes zoals kanker verraden, vaker direct contact te laten maken met de sensoren op de chip. Hierdoor zou zo’n ziekte sneller en efficiënter gevonden kunnen worden.

Daar helpt naast die visgraatstructuur, die de vermenging bevordert, ook het materiaal van de ‘diagnosechip’ bij. “De onderzoekers gebruikten poreus materiaal van nanodeeltjes, in plaats van een vast materiaal”, vertelt de Haan. Als een miljoen piepkleine afvoerputjes, stroomt er door die kleine poriën in het materiaal óók vloeistof. Hierdoor wordt het oppervlak van de chip dat in aanraking komt met de vloeistof groter en daarmee dus ook de kans dat zo’n ‘kankerdeeltje’ gepakt wordt door een van de sensoren op de chip.

Antilichamen

Volgens de onderzoekers zou de nieuwe lab-on-a-chip in de toekomst niet alleen een makkelijkere en snellere manier kunnen zijn om kanker vast te stellen, maar door de lage productiekosten ook een goedkopere. De wetenschappers gebruikten zogenaamde antilichaampjes om de op kanker duidende deeltjes te ‘vangen’. Als twee superspecifieke puzzelstukjes, past zo’n ‘ziektedeeltje’ precies in zijn bijbehorende antilichaam. “Wellicht kunnen met andere antilichamen ook deeltjes die te maken hebben met andere ziektes worden gevangen”, stelt de Haan.

Maar zo ver is het nog lang niet. Het zal nog even duren voor de methode een daadwerkelijke toepassing vindt binnen de medische wereld, meent de Haan. Zo werd de chip vooralsnog alleen getest op eierstokkanker. “Het werkingsmechanisme van deze chip is erg interessant, maar er zal nog veel onderzoek moeten worden gedaan voordat we er patiënten mee kunnen helpen. De onderzoekers hebben nog maar weinig monsters geanalyseerd. Er is dan ook nog niet veel te zeggen over de specificiteit en de voorspellende waarde van deze test”, besluit hij.

Bronnen: Nature Biomedical Engineering, University of Kansas via EurekAlert!

Beeld: KU News Service/University of Kansas

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!