Van het in beeld brengen van een foetus tot het opsporen van ziektes, artsen kunnen niet meer zonder ultrageluid — ofwel de echo. Aan de Amerikaanse universiteit Caltech werken ze aan de volgende generatie echo. Door minuscule blaasjes in te brengen kan een echo niet alleen de anatomie in kaart brengen, maar ook specifieke soorten weefsel, zoals tumoren.


Het echoapparaat is een succesverhaal. Sinds het in de jaren ‘40 van de vorige eeuw voor het eerst voor diagnostische doeleinden werd gebruikt, heeft het de medische wereld een schat aan kennis gegeven. De arts of assistent kan non-invasief — dus zonder het lichaam binnen te dringen — toch in het lichaam kijken wat er aan schort. Op die manier houdt de verloskundige bij hoe de zwangerschap vordert, maar ook op andere afdelingen van het ziekenhuis wordt snel naar een echoapparaat gegrepen. Het echoapparaat is goedkoper dan een MRI-scanner en nog draagbaar ook.

Impressie van de (cilindervormige) gasblaasjes tussen lichaamscellen.

Blaasjes

Ingenieurs van het California Institute of Technology breiden nu de mogelijkheden van de echo uit. Dat doen ze met blaasjes van een paar nanometer groot, die ze aan de buitenkant coaten met eiwitten (persbericht ‘Designing Ultrasound Tools with Lego-Like Proteins’). Vervolgens gaan de blaasjes het lichaam in, waar ze zich hechten aan bepaalde weefsels of op specifiek plekken, afhankelijk van de eiwitcoating.

De blaasjes zijn bijzonder omdat ze akoestisch anders reageren dan de omliggende weefsels. Dat komt in beeld op een ultrageluidsopname.

Kankerbehandeling

Met de gasblaasjes zijn de onderzoekers er al in geslaagd om scherpere echobeelden te maken, bepaalde celtypen in beeld te brengen en zelfs kleurenecho’s te maken. Dat laatste kan handig zijn voor bijvoorbeeld kankeronderzoek: door tumorcellen en afweercellen van het lichaam met verschillende ‘kleuren’ te labellen, kunnen onderzoekers monitoren hoe goed een kankerbehandeling aanslaat.

Om de eigenschappen van de gasblaasjes te variëren, gebruiken de onderzoekers een gereedschapskist vol met verschillende eiwitblokjes — ze vergelijken het zelf met lego. ‘We kunnen verschillende eiwitstukjes op het oppervlak van de gasblaasjes aanbrengen en zo beïnvloeden waar ze zullen hechten’, aldus onderzoeksleider dr. Mikhail Shapiro van Caltech.

Natuur

Het idee voor de blaasjes vol met gas komt uit de natuur. Daar gebruiken bepaalde soorten eencelligen de structuurtjes als drijflichamen. Door meer of minder gasblaasjes aan te maken, kunnen ze sturen op welke hoogte ze in water drijven; en dus hoeveel zonlicht ze opvangen.

Verder lezen

Shapiro en collega’s hebben hun werk gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano, ‘Molecular Engineering of Acoustic Protein Nanostructures’ 


Openingsfoto: een echo van een tweeling.