Zie Nieuws

Opvangen en detecteren van tumorsporen met een laser

Verschillende soorten cellen laten extracellulaire vesikels (EV's) achter in het bloed. Patiënten met kanker hebben tumorcellen die hetzelfde doen, maar deze extracellulaire vesikels (tdEV's) blijven vaak onzichtbaar tussen lipoproteïnen en EV's van andere cellen zoals rode bloedcellen, bloedplaatjes en leukocyten. Onderzoekers van de Universiteit Twente en de Universiteit van Amsterdam zijn erin geslaagd om met een laser losse tdEV's op te vangen en nauwkeurig te detecteren. De onderzoekers presenteren hun resultaten in het prestigieuze Journal of Extracellular Vesicles.

Detecteren zonder labels

Bij het onderzoek naar de diagnose van kanker trekken extracellulaire vesikels veel aandacht. De nanodeeltjes komen op natuurlijke wijze vrij uit alle soorten cellen. Wanneer je de tdEV’s in het bloed van een patiënt opspoort, heb je veel informatie over de effectiviteit van een kankerbehandeling. Het probleem is dat het aantal tdEV's in het bloed van een patiënt extreem klein is, vergeleken met lipoproteïnen en andere 'normale' EV's. "TdEV's van andere deeltjes in bloedplasma onderscheiden is een uitdaging, zelfs met de huidige technieken zoals het gebruik van antilichamen als labels. Die antilichamen zijn niet specifiek genoeg en kunnen samenklonteren en een neppe tdEV creëren", zegt UT-onderzoeker Agustin Enciso-Martinez. Zijn methode kan tdEV's detecteren zonder labels met een nauwkeurigheid van meer dan 95 procent.

 

Figuur 1: Het vangen van deeltjes met een laser

Unieke vingerafdruk

Het gebruik van licht om kleine deeltjes te vangen leverde Arthur Ashkin in 2018 de Nobelprijs voor de Natuurkunde op. Dit principe van optisch vangen is door de UT onderzoekers gebruikt voor de ontwikkeling van een methode om enkele tdEV's in suspensie op te vangen en nauwkeurig te detecteren met behulp van een laser. Als je het licht dat van een gevangen deeltje weerkaatst meet, dan weet je dat je een deeltje hebt gevangen. Door die weerkaatsing verandert de kleur een Klein beetje, afhankelijk van de eigenschappen van de moleculen in het deeltje. Deze verandering kan ook gemeten worden en geeft tdEVs een unieke vingerafdruk waaraan je de tdEV herkennen ten opzichte van andere deeltjes in het bloedplasma.

Er is meer onderzoek nodig voordat deze techniek kan worden toegepast in de kliniek. Enciso-Martinez zegt: "We hebben de unieke vingerafdruk van tdEV's laten zien in testsuspensies. Op dit moment testen we onze methode op het bloed van kankerpatiënten.” Bloed heeft veel andere deeltjes van ongeveer dezelfde grootte als tdEV's en dat maakt de detectie moeilijker. Ook is het onderzoek gedaan met tdEV's van prostaatkanker; andere tdEVs moeten nog getest worden.

Over de publicatie

Het onderzoek maakt deel uit van het onderzoeksprogramma Cancer-ID, dat medegefinancierd wordt door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Het artikel Label-free identification and chemical characterisation of single extracellular vesicles and lipoproteins by synchronous Rayleigh and Raman scattering', van Agustin Enciso-Martinez (UT), Edwin van der Pol (UvA), Chi M. Hau (UvA), Rienk Nieuwland (UvA), Ton G. van Leeuwen (UvA), Leon W.M.M. Terstappen (UT) en Cees Otto (UT) is online gepubliceerd in the Journal of Extracellular Vesicles.

DOI: 10.1080/20013078.2020.1730134

K.W. Wesselink MSc (Kees)
Communicatiemedewerker (aanwezig ma-vr)