De vorm van nanodeeltjes in lichaamsvloeistoffen kan het type kanker onthullen

Een recente studie door wetenschappers van Japanse universiteiten heeft aangetoond dat de vorm van cel-afgeleide nanodeeltjes, bekend als “extracellulaire blaasjes” (EV’s), in lichaamsvloeistoffen een biomarker zou kunnen zijn voor het identificeren van soorten kanker. In de studie hebben de wetenschappers met succes de vormverdelingen van EV’s gemeten die zijn afgeleid van lever-, borst- en colorectale kankercellen, wat aantoont dat de vormverdelingen van elkaar verschillen. De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Analytische scheikunde.

Vroege detectie van kankergezwellen in het lichaam is essentieel voor effectieve behandelingen. Het is echter moeilijk om alle soorten tumoren in een vroeg stadium op te sporen, omdat detectiemethoden per kankersoort verschillen en sommige methoden pijnlijke medische procedures vereisen. Het is dus van vitaal belang om methoden te vinden die pijnloos zijn en meerdere soorten kanker kunnen detecteren.

Extracellulaire blaasjes (EV’s) zijn biologische deeltjes met een diameter van ongeveer 100 nanometer (nm) die worden uitgescheiden door verschillende cellen en voorkomen in lichaamsvloeistoffen zoals bloed en urine. Met name EV’s bevatten biologische moleculen die informatie bevatten over de cellen van de afscheidingsbronnen. Bovendien zijn genetisch materiaal in EV’s betrokken bij communicatie tussen cellen. Dit suggereert dat het analyseren van biologische moleculen in EV’s die aanwezig zijn in lichaamsvloeistoffen, kan helpen bij het opsporen en identificeren van bepaalde soorten kankertumoren in het lichaam.

Eerdere studies hadden afbeeldingen van verschillende vormen van EV’s waargenomen met elektronenmicroscopen. Er bestond echter geen technologie om de vormen van EV’s in lichaamsvloeistoffen te onderzoeken, voornamelijk vanwege problemen bij het meten van de vorm van nanomaterialen in oplossing. In deze context probeerde een team van onderzoekers van Kyushu University, Nagoya University, Osaka University en Tokyo Medical University de vorm van individuele EV’s in een vloeistof te onderzoeken met behulp van een apparaat dat ze hadden ontwikkeld, dat de vorm van afzonderlijke deeltjes in oplossing door de verandering te meten van de ionenstroom die door poriën met een diameter van 200 nm stroomt wanneer deeltjes daar doorheen gaan.

Met behulp van het apparaat heeft het team met succes de vorm van EV’s gemeten die zijn afgeleid van gekweekte lever-, borst- en darmkankercellen, evenals van gekweekte normale borstcellen, en ontdekte dat hun vormverdelingen van elkaar verschillen. EV’s die zijn afgeleid van leverkankercellen bevatten bijvoorbeeld een mix van sferische deeltjes en ovale (zoals rugbyballen) deeltjes, terwijl EV’s van borstkankercellen uitsluitend uit sferische deeltjes bestaan.

Het team vergeleek vervolgens de vormverdelingen van EV’s in bloedmonsters van borstkankerpatiënten en niet-kankerpatiënten. De resultaten toonden aan dat de vormverdelingen van EV’s uit de twee groepen van elkaar verschillen, wat aangeeft dat het meten van vormverdelingen van EV’s in bloed patiënten met borstkanker van niet-kankerpatiënten zou kunnen onderscheiden.

“In deze studie ontdekten we dat het meten van vormverdelingen van EV’s in lichaamsvloeistoffen het type kanker zou kunnen identificeren”, zegt universitair hoofddocent Takao Yasui van de Nagoya University Graduate School of Engineering, een van de auteurs van de studie.

De onderzoekers merken op dat het meten van een grotere verscheidenheid aan soorten EV’s hen een nauwkeuriger idee zal geven van mogelijke EV-vormdistributies als een index voor kankerdetectie, screening en diagnose.

Het artikel, “Rapid Discrimination of Extracellular Vesicles by Shape Distribution Analysis”, werd online gepubliceerd in het tijdschrift Analytische scheikunde.