+ Meer informatie

Kankertest op de halve vierkante centimeter

Enkele cel op chip toont effect chemokuur of hormoontherapie

6 minuten leestijd

Met slechts een paar cellen van tevoren vaststellen of een patiënt baat zal hebben bij bepaalde medicijnen; al jaren koesteren artsen deze hoop, maar in de praktijk blijkt het lastig om een behandeling op maat te ontwikkelen. Recent borstkankeronderzoek van promovenda Floor Wolbers is weer een stap in de goede richting.

Welke behandeling iemand krijgt na de diagnose borstkanker hangt af van een aantal factoren, zoals de aard en de grootte van de tumor, de leeftijd van de patiënt en of er uitzaaiingen zijn. Voor een eventuele chemokuur of hormoontherapie na verwijdering van het gezwel is het vooral belangrijk om te weten welke vorm van kanker het betreft. "Als het type bekend is, zal de arts het middel voorschrijven dat naar verwachting het beste werkt. Die inschatting maakt hij op grond van eerdere onderzoeken met het medicijn en op grond van praktijkervaring", zegt Floor Wolbers, die haar promotieonderzoek deed bij BIOS, de Lab-on-a-chip-groep van de Universiteit Twente en het Medisch Spectrum Twente. Op 8 juni behaalde ze de doctorstitel.

Een groot nadeel bij de behandeling van kanker is dat mensen op hetzelfde middel verschillend reageren. "Dat geldt voor kankertherapie, maar ook voor bijvoorbeeld een gewone paracetamol. Na een tabletje is de een zonder problemen van de hoofdpijn af, terwijl de ander er suf van wordt." Voor patiënten met een hormoongevoelige vorm van borstkanker houdt dit in dat het veelgebruikte middel tamoxifen kan aanslaan, maar ook niets kan doen. "Op dit moment is daar van tevoren niets over te zeggen."

Pietepeuterig

De methode op een chip die Wolbers ontwikkelde, kan voor het eerst wel uitsluitsel geven over het effect van verschillende medicijnen op tumorcellen en op gezonde cellen. "De traditionele stoffen voor chemotherapie tasten niet alleen kankercellen, maar ook gewone cellen aan. Het liefst gebruik je een middel dat de gezonde cellen met rust laat en alleen de kwaadaardige aanpakt."

Wolbers kan de uitwerking van dergelijke medicijnen nu testen en dat op een pietepeuterig oppervlak van 0,5 bij 1 centimeter. "Het voordeel hiervan is dat we zo aan een paar cellen genoeg hebben. We kunnen de chip zelfs nog kleiner maken."

Over de beschikbaarheid van cellen uit borstweefsel na een operatie hoeft de onderzoeker zich geen zorgen te maken. Wolbers: "De chirurg snijdt altijd ruim om de tumor heen. Dus zowel van gezonde van als tumorcellen hebben we altijd voldoende. Zelfs de hoeveelheid materiaal verkregen uit een micropunctie is door het kleine oppervlak van de chip voldoende voor meerdere tests."

Kamertje

Tijdens de ontwikkeling van de chip werkte Wolbers echter nog niet met patiëntenweefsel, maar met cellijnen. Die kunnen zich onbeperkt vermenigvuldigen, terwijl gewone lichaamscellen beperkt bruikbaar zijn in het laboratorium doordat ze nog maar een paar keer delen. "Bovendien veranderen ze buiten het lichaam. De resultaten zijn dan moeilijker te vergelijken met de situatie in het lichaam. Voor een patiënt is het dus van groot belang dat zijn cellen zo snel mogelijk op de chip worden aangebracht."

De celkweek op de chip heeft plaats in een soort kamertje van flexibel, rubberachtig materiaal. Dat is zuurstofdoorlatend, zodat de cellen kunnen 'ademen'. Als ze goed aan de bodem vastzitten, laat Wolbers vloeistof met een bepaald medicijn door het kamertje stromen. "Daarna bekijk ik met de microscoop wat er gebeurt."

Het uiterlijk van de cellen is ook automatisch te volgen door om de zoveel tijd een foto te maken. "Nadeel hiervan is wel dat je achteraf veel gegevens moet analyseren."

In principe zouden zowel gezonde als kankercellen dood moeten gaan onder invloed van de chemische stoffen die ze testte. Als een cel onherstelbaar beschadigt, treedt het proces van geprogrammeerde celdood -apoptose- in werking. Die cel ruimt zichzelf dan op een nette manier uit de weg. Dit mechanisme is anders dan de dood door bijvoorbeeld een schrammetje op de huid, waarbij de cellen als het ware ontploffen.

De promovenda ontdekte dat de verschillen in reactie op een bepaald medicijn groot zijn. "In aanwezigheid van tumor necrosis factor -alfa (TNF-alfa) vertonen gezonde cellen alle kenmerken van apoptose: gehechte cellen krijgen een ronde vorm, laten los van het oppervlak en sterven. Kankercellen laten dezelfde vormverandering zien, maar ze laten vervolgens niet los."

Ook het mechanisch losmaken van borstkankercellen met luchtbellen doodt niet alle tumorcellen. Sommige blijven in leven en hechten zich weer op een andere plek in de chip. "Als kankercellen loslaten maar niet doodgaan, kunnen ze uitzaaiingen vormen. Het is belangrijk dat we dit proces onderzoeken en beter leren begrijpen."

Opmerkelijk is ook de uitwerking van het veelgebruikte hormoon tamoxifen. In een 24 uursexperiment verlieten de borstkankercellen hun plek, om zich vervolgens te vestigen op een andere plaats in de chip. Hoe het kan dat ze niet doodgaan, is voor de onderzoekster nog een raadsel.

Dagen

Op dit moment is de test nog niet bruikbaar als routinetest. Het zal nog een aantal jaar duren voordat het zover is, verwacht Wolbers. "Op de chip moeten verschillende kamertjes naast elkaar komen te liggen om gelijktijdig het effect van verschillende medicijnen en doseringen te bepalen."

Een van de belangrijkste stappen voor de automatisering van het proces is het aanbrengen van fijne stroomdraadjes, nanowires, in het oppervlak. "Het proces wordt hiermee minder arbeidsintensief, want het is makkelijker op afstand te volgen. Als een cel loslaat, geeft dat een verandering in het signaal door zo'n draadje. Dit is dan het moment om zelf te gaan kijken of de cel dood is of misschien nog leeft en naar een ander deel van de chip verhuist."

Al met al neemt de screening een aantal dagen in beslag. "De cellen hebben een à twee dagen nodig om goed te hechten. Vervolgens duurt het zeker 24 uur voordat de effecten van een chemische stof zichtbaar worden", legt Wolbers uit.

Niet alleen voor het ziekenhuis ziet de onderzoekster toepassingsmogelijkheden, zeker ook voor het testen van nieuwe middelen tegen kanker. "We kunnen dan eerst buiten het lichaam kijken of de stof de tumor doodt en verspreiding van kankercellen voorkomt. Dat is voor een uitbehandelde patiënt veel prettiger dan wanneer hij of zij het medicijn direct moet slikken."

Verdere toepassing van deze methode is de bestrijding van andere vormen van kanker. Maar ook is onderzoek mogelijk naar ziekten waarbij weefsel niet te langzaam, maar juist te snel afsterft, zoals bij alzheimer en parkinson. De focus ligt dan op middelen die de levensvatbaarheid van de gekweekte cellen zoveel mogelijk verhogen. /UT

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.