Wanneer de chirurg bij een kankerpatiënt de tumor wegsnijdt, blijven er soms enkele tumorcellen zitten, die kunnen leiden tot terugkeer van de ziekte. Onderzoekers in de VS laten gouden nanodeeltjes hechten aan de tumorcellen en verhitten deze razendsnel met een infrarode laserpuls. Hierdoor ontstaan minuscule dampbelletjes die binnen een nanoseconde weer in elkaar klappen en daardoor de celwand van de tumorcellen slopen. Deze techniek leent zich waarschijnlijk goed voor gebruik in het ziekenhuis.


Een kankerpatiënt met een enkele tumor is vaak goed te behandelen. De chirurg zal de tumor wegsnijden, vaak met ruime marges om te voorkomen dat er tumorcellen achterblijven. Want enkele tientallen cellen kunnen al leiden tot de volledige terugkeer van de ziekte op een later moment. Om dezelfde reden volgt na de operatie vaak een behandeling met bestraling, al of niet gecombineerd met chemotherapie.

Maar dat “ruim” snijden betekent dat er een flink stuk gezond weefsel wordt weggehaald. En ook de bestraling en de chemo hakken er flink in bij de patiënt. Veel liever zou de oncologisch chirurg het houden bij één operatie, waarbij heel precies de tumor en alle losse tumorcellen worden weggehaald.


Tumorcellen meten en kapotmaken

Het lijkt erop dat die situatie nu binnen handbereik komt. Onderzoekers in de VS en Wit-Rusland hebben namelijk een techniek ontwikkeld om achterblijvende tumorcellen ten eerste te kunnen meten, maar vervolgens ook kapot te maken. Ze rapporteren in vakblad Nature Nanotechnology hoopgevende resultaten uit studies met proefdieren (Artikel: Intraoperative diagnostics and elimination of residual microtumours with plasmonic nanobubbles).


Gouden nanodeeltjes

Het testen van de techniek op een kipfilet, met een endoscoop
(zwart), een injectienaald (grijs) en de akoestische sensor (goud).
Foto: Ekaterina Y. Lukianova-Hleb et al.

De onderzoekers gebruiken een speciale vloeistof met gouden nanodeeltjes van 60 nm groot, met daaraan gekoppeld een stof die zich hecht aan kankercellen die na het wegsnijden van de tumor zijn achtergebleven in het omringende weefsel. Door de vloeistof, die is goedgekeurd voor medisch gebruik, in de bloedbaan te brengen, ontstaan rond de losse tumorcellen kleine clusters van gouddeeltjes. Vervolgens wordt hier een infraroodlaser op gericht, die met een zeer korte puls van 30 ps (1 ps = 10-12 s) genoeg energie in de gouddeeltjes stopt om ze te laten opwarmen. Dat hete goud veroorzaakt nanodampbelletjes, die meteen weer imploderen. Deze gebeurtenis, die een nanoseconde duurt, is te meten met een akoestische detector. De laser is onschadelijk voor het omliggende gezonde weefsel.


Opruimen van achtergebleven cellen

Deze techniek maakt het in de eerste plaats mogelijk om kleine aantallen tumorcellen te detecteren, iets dat nu nog vrijwel ondoenlijk is. Uit tests met proefdieren bleek dat aan het oppervlak er zo weinig als drie tumorcellen zijn op te sporen, tot een microtumor van 50 µm (dertig cellen) op een diepte van 4 mm; met een meting die 1 ms duurt. Daarnaast is de techniek veelbelovend voor het opruimen van de na een operatie achtergebleven tumorcellen.

Onze nanobellen-procedure toont niet alleen tumorcellen aan, maar helpt ook de meeste (maar niet alle) om zeep

De onderzoekers voerden enkele operaties uit op proefdieren met een tumor. Wanneer dat mogelijk was haalden ze tumorcellen operatief weg, net zo lang tot er geen nanobellen meer werden gemeten. Al de proefdieren uit deze groep bleven leven en kregen geen kanker meer. In de controlegroep, die alleen een conventionele operatie kreeg, overleden de meeste dieren. Opvallend genoeg leefden de dieren bij wie niet alle tumorcellen operatief verwijderd konden worden, maar die wel met de laser waren behandeld, langer. Volgens de onderzoekers laat dit zien dat de nanobellen-procedure niet alleen tumorcellen aantoont, maar ook de meeste (maar niet alle) om zeep helpt.


Gereedschap voor de chirurg

Voor de ziekenhuispraktijk verwachten de onderzoekers dat de oncologisch chirurg er een gereedschap bij krijgt om te bepalen hoe goed de tumor is verwijderd. Na het snijden wordt de nieuwe ‘meetkop’ ingezet om te bepalen of alle tumorcellen weg zijn. Is dat niet het geval, dan snijdt de chirurg nog een stukje weg, dan weer meten enzovoort. Totdat het nieuwe meetapparaat aangeeft dat de wond volledig tumorvrij is.
 

Vond je dit een interessant artikel? Geef je dan op voor onze wekelijkse gratis nieuwsbrief!
 

Foto opening: Clusters van gouden nanodeeltjes op de buitenkant van een tumorcel. Bron: D. S. Wagner et al., Biomaterials, 31 (2010).