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Flüssigbiopsie spürt Biomarker auf

Lab-on-a-Chip-Technik erkennt Krebs, bevor ein Tumor entsteht

Forscher der Concordia University haben ein neues Flüssigbiopsie-Verfahren entwickelt, bei dem eine Lab-on-a-Chip-Technik eingesetzt wird. Sie soll Krebs entdecken, noch bevor sich ein Tumor bildet.

Mittels Magnetpartikeln, die mit einem speziellen Bindemittel überzogen sind, zieht der Chip Partikel an, die krebsverursachende Biomarker enthalten, und fängt sie auch ein. Eine genaue Analyse identifiziert dann die jeweilige Krebsart. Dies könnte sowohl Diagnose als auch die Behandlung von Krebs deutlich verbessern. Details wurden im Fachjournal "Biosensors and Bioelectronics" veröffentlicht.

Mit dieser Präzisionsdiagnostik können wir eine Behandlung entwickeln, die nur auf Krebszellen abzielt

Muthukumaran Packirisamy

Der Chip zielt auf extrazelluläre Vesikel (EV) ab, eine Art von Partikel, die von den meisten Arten organischer Zellen freigesetzt wird. Die auch als Exosome bezeichneten Vesikel sind extrem klein und messen normalerweise nur zwischen 40 und 200 Nanometer. Sie enthalten aber eine Ladung von Proteinen, Nukleinsäuren wie RNA, Metaboliten und andere Moleküle, die von der Mutterzelle stammen und werden von anderen Zellen aufgenommen. Enthalten EVs Biomarker, die mit Krebs und anderen Krankheiten in Verbindung stehen, werden sie ihre giftige Fracht von Zelle zu Zelle weitergeben.

Um nur die krebserregenden Exosome einzufangen, haben die Forscher einen kleinen Mikrofluidik-Chip entwickelt, der magnetische oder goldene Nanopartikel enthält, die mit einem synthetischen Polypeptid als molekulares Bindemittel versehen sind. Läuft ein Tropfen einer organischen Flüssigkeit, wie etwa Blut, Speichel, Urin oder jede andere durch den Chip, binden sich die Exosome an die behandelten Nanopartikel an. Sind die Exosome eingefangen, trennen sie die Wissenschaftler von den Nanopartikeln und führen eine proteomische und genetische Analyse durch, um die konkrete Krebsart zu bestimmen.

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Forschungsleiter Srinivas Bathini

Bildquelle: Concordia University

Laut Seniorautor Muthukumaran Packirisamy liefert das Verfahren frühere Diagnosen. Die Flüssigbiopsie vermeidet das Trauma invasiver Biopsien, bei denen es sich um exploratorische Eingriffe handelt. "Wir erhalten alle Krebsmarker und die Krebsprognose allein durch die Untersuchung einer Körperflüssigkeit", so Packirisamy. Das Wissen über den genetischen Aufbau einer bestimmten Art von Krebs wird laut Ko-Autor Anirban Ghosh seine Schwächen die Behandlung bloßstellen. "Eine konventionelle Chemotherapie zielt auf alle Arten von Zellen ab und führt zu erheblichen und unangenehmen Nebenwirkungen. Mit dieser Präzisionsdiagnostik können wir eine Behandlung entwickeln, die nur auf Krebszellen abzielt."

Laut Forschungsleiter Srinivas Bathini war der interdisziplinäre Ansatz in diesem Studienbereich herausfordernd, aber auch lohnend. Das Potenzial dieser Technologie könnte die medizinische Diagnostik revolutionieren. Für die aktuelle Studie haben die Experten Brustkrebszellen genutzt. Sie suchen aber bereits nach Möglichkeiten, diese Technologie auf ein weites Spektrum von Tests auszuweiten. "Vielleicht könnte dieses Produkt eines Tages so leicht zugänglich sein, wie zum Beispiel Schwangerschaftstests." Details wurden in "Biosensors and Bioelectronics" veröffentlicht.


Quelle: Concordia University/pressetext

21.10.2021

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