Lab on a Chip

Zie Nieuws

Detectie van tumorsporen uit bloedmonsters door slimme multi-analyse

Extracellulaire vesicles (EV’s) staan momenteel volop in de belangstelling bij de diagnostisering van kanker. Het zijn kleine blaasjes van nanoformaat die worden uitgescheiden door elke cel in ons lichaam en een rol spelen in de communicatie tussen cellen. Het analyseren ervan is ontzettend waardevol voor medici omdat ze een grote hoeveelheid informatie bevatten over de cel waarvan ze afkomstig zijn. Onderzoekers van de Universiteit Twente werken samen met collega’s van Wageningen University & Research (WUR) aan een multimodaal analyseplatform om extracellulaire vesicles afkomstig van tumoren op te kunnen sporen.

Minimaal-invasieve diagnose

Het is aangetoond dat de concentratie van deze zogeheten tumor-derived extracellular vesicles (tdEVs) in het bloed van kankerpatiënten met uitzaaiingen correleert met hun kans op overleven. Het tellen van de hoeveelheid tdEVs kan al helpen bij het monitoren en bepalen van een behandelstrategie. Voor een EV-analyse is slechts een monster uit het bloed nodig, waardoor het ook voor de patiënt veel prettiger is. Conventionele technologie zoals een MRI is vele malen ingrijpender. Bovendien kan deze maar een paar keer paar jaar worden uitgevoerd en is deze niet in staat ook kleine tumoren op te sporen.

Er is nog veel onderzoek nodig om tdEVs als diagnose-instrument in te kunnen zetten in de medische praktijk. De nanoschaal van de deeltjes als ook het aantal andere deeltjes met een vergelijkbare grootte werken daarin nog belemmerend. Dat vraagt om technologie met een grote gevoeligheid en specifieke methoden om de tdEVs op te sporen.

Multimodale analyse

Een samenwerking tussen de vakgroepen Medical Cell BioPhysics (MCBP) en Applied Microfluidics for BioEngineering Research (AMBER) van de Universiteit Twente, samen met onderzoekers van de WUR heeft geleid tot een ontwikkeling van een platform waarin tdEVs op een betrouwbare manier kunnen worden geïsoleerd, gevolgd door analyse met behulp van scanning elektron microscopie (SEM), Raman spectroscopie en atomic force microscopy (AFM) om gedetailleerde informatie te verkrijgen uit de geïsoleerde deeltjes. Op een chemisch gemodificeerd substraat worden de tdEVs vastgelegd, wat werd geverifieerd door gebruik van SEM. Met behulp van AM kon een hoge resolutie beeld werden verkregen en kon in 3D de vorm worden vastgesteld.

Opvallend genoeg slaagden de onderzoekers erin met behulp van Raman spectroscopie de chemische samenstelling van de individuele deeltjes vast te stellen. Met behulp van machine learning kon de unieke chemische ‘vingerafdruk’ van de tdEVs worden geanalyseerd en geverifieerd. Tumorsporen uit een specifiek orgaan hebben unieke genetische kenmerken. Door het bestuderen van de individuele deeltjes konden de onderzoekers de afkomst van de biomarkers achterhalen, om vervolgens de resultaten van de verschillende instrumenten samen te brengen ter bevestiging. “Als het er uit ziet als tdEV, als het voelt als tdEV en het ruikt ook nog naar tdEV, dan moet het ook tdEV zijn”, aldus de onderzoekers.

CANCER-ID

Het onderzoek maakt deel uit van het Cancer-ID-programma dat mede wordt gefinancierd door het NWO in het kader van het Perspectief-programma. De recente resultaten zijn gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijk tijdschrift Lab on a Chip en kreeg zelfs een eervolle plek op de cover.

Volledige details van de publicatie: Pepijn Beekman, Agustin Enciso-Martinez, Hoon Suk Rho, Sidharam Pundlik Pujari, Aufried Lenferink, Han Zuilhof, Leon W. M. M. Terstappen, Cees Otto and Séverine Le Gac; Immuno-capture of extracellular vesicles for individual multi-modal characterization using AFM, SEM and Raman spectroscopy; Lab Chip, 2019, 19, 2526; DOI: 10.1039/c9lc00081j.

L.P.W. van der Velde (Laurens)
Persvoorlichter (aanwezig ma-vr)