Zie Nieuws

Nieuwe nanosensor detecteert biomarkers voor kanker in druppel bloed

Het zoeken naar biomarkers in bloed is een veelbelovende methode om metastatische kanker op te sporen. Het is minder belastend dan technieken zoals MRI (Magnetic Resonance Imaging). De belangrijkste uitdaging zijn de extreem lage concentraties van deze markers, waardoor het moeilijk is om ze op te sporen. Onderzoekers van de Universiteit Twente en Wageningen Universiteit ontwikkelden een nanosensor die in staat is om biomarkers voor kanker nauwkeurig te detecteren in een zeer breed bereik: van 10 deeltjes per microliter tot een miljoen deeltjes per microliter. Met hun nanosensor haalden de onderzoekers de cover van Nano Letters, een tijdschrift van de American Chemical Society.

Extracellulaire blaasjes (tdEV's) trekken veel aandacht vanwege hun potentieel als kankerbiomarkers. Hoewel tdEVs beduidend meer voorkomen in bloed dan andere kankerbiomarkers, blijft hun concentratie in vergelijking met andere bloedcomponenten relatief laag. Omdat de concentratie van tdEVs zo laag is en er in bloed veel deeltjes aanwezig zijn met een vergelijkbare grootte moet een sensor niet alleen gevoelig, maar ook selectief zijn. 

Twee nanoschaal kammen

Op nanoschaal ziet de sensor eruit als twee 'kammen' die in elkaar geweven zijn, waardoor er tussen de 'tanden' - de elektroden - gaten van ongeveer 120 nanometer ontstaan. Deze kleine spleetgrootte zorgt voor versterking van het signaal. De sensor heeft twee selectieniveaus en twee versterkingsniveaus. Dit geeft de sensor de selectiviteit en gevoeligheid om nauwkeurig deeltjes bij lage concentraties te detecteren. "Het meest unieke kenmerk van deze sensor is dat zijn gevoeligheid zich over zes orden van grootte uitstrekt. In tegenstelling tot andere sensoren, heeft hij het grootste deel van het klinisch relevante bereik voor tdEV-detectie in bloed", zegt Dilu Mathew, een van de onderzoekers van de NanoElectronics groep aan de Universiteit Twente.

Toekomstig werk

Mathew, winnaar van de Metrohm Young Chemist Award 2018, werkt momenteel aan een nieuwe sensor. Hij zegt: "Het doel is om een sensor te maken die in staat is om één enkele tdEV te detecteren in een kleine hoeveelheid bloed". Zijn collega Pepijn Beekman voegt toe: “In het lab kunnen we al individuele nanodeeltjes detecteren.”

Mathew en Beekman werken aan hun start-up ECsens, die werd uitgeroepen tot winnaar in de prototypecategorie van de UT Entrepreneurial Challenge 2019 en winnaar van de 4TU Impact Challenge. Volgend jaar zal ECsens samen met het ministerie van defensie naar de World Expo in Dubai gaan voor een handelsmissie. Ze wonnen ook de UT in de media prijs voor promovendi.

Over het artikel

Het artikel 'Electrochemical Detection of Tumor-Derived Extracellular Vesicles on Nanointerdigitated Electrodes' van Dilu Mathew, Pepijn Beekman, Serge Lemay, Han Zuilhof (WUR), Séverine Le Gac en Wilfred G. van der Wiel verscheen in Nano Letters en staat op de cover van het februarinummer van het tijdschrift. Het onderzoek is uitgevoerd in de NanoElectronics groep van het MESA+ instituut van de Universiteit Twente in samenwerking met de Universiteit van Wageningen.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02741

K.W. Wesselink MSc (Kees)
Communicatiemedewerker