Kanker in bloed te herkennen met geluid

Zweedse en Amerikaanse wetenschappers hebben een manier gevonden om met ultrageluid verschillende cellen in bloed te isoleren. Hoewel de techniek nog in de kinderschoenen staat, denken de onderzoekers dat ze hiermee op termijn kanker in een vroeg stadium kunnen opsporen. Hoe vroeger je kanker ontdekt, hoe beter de vooruitzichten voor de patiënt.

Als iemand kanker heeft, begint dat vaak met een kleine tumor ergens in het lichaam. Deze gaat vaak gepaard met losse kankercellen die door de bloedbaan gaan zwerven. Enerzijds is dit slecht nieuws: via deze route kunnen namelijk uitzaaiingen ontstaan. Maar de kankercellen bieden ook een kans om de ziekte te vinden in een druppel bloed.

Speld in hooiberg

Het vinden van die kankercellen is echter een hele uitdaging. Het klinkt eenvoudig, maar komt neer op zoeken naar een speld in een hooiberg. In een enkele druppel bloed zitten al miljoenen cellen, van allerlei soorten. Rode bloedcellen, witte bloedcellen, bloedplaatjes en nog veel meer. Vind daarin maar eens die paar kankercellen.

Cellen sorteren

Onderzoekers van Lunds Universitet in Zweden en het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in de VS hebben een techniek bedacht die ze iso-acoustic focusing noemen. Hierbij laten ze bloed door een heel smal kanaaltje stromen dat zich op een chip bevindt. Op dit kanaaltje sturen ze van de zijkant ultrageluid af. Doordat verschillende soorten cellen op unieke wijze reageren op het geluid, gaan ze in de breedterichting uit elkaar lopen. Zo worden de cellen gesorteerd per soort.

Aan de hand van de locatie van de cellen zijn per categorie de akoestische eigenschappen (met name de impedantie is belangrijk) te berekenen. Weet je die eenmaal, dan kun je bij nieuwe metingen uit de akoestische respons afleiden wat voor soort cel het betreft. Meer details zijn te lezen op de homepage van de hoofdonderzoeker Per Augustsson.

Scheiden met geluid

In eerder onderzoek was het al gelukt om cellen te scheiden met geluid, maar dit ging alleen op basis van de grootte van cellen. Dat bleek niet geschikt voor het vinden van kankercellen, omdat die soms even groot zijn als gezonde cellen.

Tellen van cellen

De onderzoekers hebben hun techniek getest op witte bloedcellen. Ze slaagden erin om die in verschillende subgroepen op te delen. Ook maakten ze met de methode al onderscheid tussen gezonde bloedcellen en in het lab gekweekte kankercellen. ‘We hopen dat onze vinding uiteindelijk zal worden gebruikt in ziekenhuizen, voor het tellen van cellen en het onderscheid maken tussen verschillende soorten’, aldus hoofdonderzoeker Augustsson.

Belangrijk onderwerp

Het detecteren van kankercellen in bloed is een belangrijk onderwerp van onderzoek. Ten eerste willen artsen op een eenvoudige manier het aantal kankercellen in iemands bloed kunnen bepalen. Dat zegt namelijk iets over de effectiviteit van een behandeling.

Ten tweede zitten artsen te springen om een techniek waarmee de ziekte in een zo vroeg mogelijk stadium aantoonbaar is. Hoe eerder ontdekt, hoe beter het perspectief voor de patiënt. Zo werken Nederlandse onderzoekers aan zogeheten liquid biopsies, waarbij uit een druppel bloed de bloedplaatjes worden geïsoleerd. In de bloedplaatjes van patiënten blijkt genetische informatie te zitten die de ziekte verraadt en in veel gevallen zelfs in welk orgaan de tumor zit.

In vergelijking met de akoestische techniek levert een liquid biopsy meer gedetailleerde informatie. Anderzijds belooft de akoestische methode potentieel een snellere diagnose van de ziekte. De analist in het lab hoeft immers alleen een druppel bloed op een chipje te laten vallen en na hooguit minuten is de uitslag bekend. Voordat het zover is, zijn we waarschijnlijk wel een paar jaar verder. In een vervolgproject wil Augustsson eerst meer begrip opdoen over de fysica achter iso-acoustic focusing.