Nanoneedle Patch biedt pijnloos alternatief voor traditionele kankerbiopsies

Een patch met tientallen miljoenen microscopische nanonoheedles zou binnenkort traditionele biopsieën kunnen vervangen, hebben wetenschappers ontdekt. De patch biedt een pijnloos en minder invasief alternatief voor miljoenen patiënten wereldwijd die elk jaar biopsieën ondergaan om ziekten zoals kanker en Alzheimer te detecteren en te monitoren. Het onderzoek is gepubliceerd in Natuurnanotechnologie.

Biopsieën behoren tot de meest voorkomende diagnostische procedures wereldwijd, hebben miljoenen keren per jaar uitgevoerd om ziekten te detecteren. Ze zijn echter invasief, kunnen pijn en complicaties veroorzaken en kunnen patiënten ervan weerhouden om vroege diagnose of follow-up tests te zoeken. Traditionele biopsieën verwijderen ook kleine stukjes weefsel, beperken hoe vaak en hoe volledig artsen zieke organen zoals de hersenen kunnen analyseren.

Nu hebben wetenschappers aan het King’s College London een nanoneedle -patch ontwikkeld die pijnloos moleculaire informatie van weefsels verzamelt zonder ze te verwijderen of te beschadigen. Hierdoor kunnen gezondheidszorgteams in realtime de ziekte volgen en meerdere, herhaalbare tests uit hetzelfde gebied uitvoeren – iets onmogelijk met standaardbiopsieën.

Omdat de nanoneedles 1000 keer dunner zijn dan een menselijk haar en geen weefsel verwijderen, veroorzaken ze geen pijn of schade, waardoor het proces minder pijnlijk is voor patiënten in vergelijking met standaardbiopsieën. Voor velen kan dit een eerdere diagnose en meer regelmatige monitoring betekenen, waardoor ziekten worden gevolgd en behandeld.

Dr. Ciro Chiappini, die de studie leidde, zei: “We werken al twaalf jaar aan nanoneedles, maar dit is onze meest opwindende ontwikkeling tot nu toe. Het opent een wereld van mogelijkheden voor mensen met hersenkanker, Alzheimer, en voor het bevorderen van gepersonaliseerde geneeskunde. Het zal wetenschappers – en uiteindelijk clinici – om ziektekosten te bestuderen.”

In preklinische studies paste het team de patch toe op hersenkankerweefsel genomen van menselijke biopsieën en muismodellen. De nanoneedles geëxtraheerd moleculaire “vingerafdrukken” – inclusief lipiden, eiwitten en mRNA’s – van cellen, zonder het weefsel te verwijderen of te schaden.

De weefselafdruk wordt vervolgens geanalyseerd met behulp van massaspectrometrie en kunstmatige intelligentie, waardoor gezondheidszorgteams gedetailleerde inzichten krijgen in de vraag of een tumor aanwezig is, hoe deze reageert op de behandeling en hoe ziekte op cellulair niveau vordert.

Dr. Chiappini zei: “Deze benadering biedt multidimensionale moleculaire informatie van verschillende soorten cellen in hetzelfde weefsel. Traditionele biopten kunnen dat eenvoudigweg niet doen. En omdat het proces het weefsel niet vernietigt, kunnen we hetzelfde weefsel meerdere keren bemonsteren, wat voorheen onmogelijk was.”

Deze technologie kan worden gebruikt tijdens hersenchirurgie om chirurgen te helpen snellere, preciezere beslissingen te nemen. Door de patch bijvoorbeeld op een verdacht gebied aan te brengen, kunnen de resultaten binnen 20 minuten worden verkregen en realtime beslissingen over het verwijderen van kankerachtig weefsel begeleiden.

Gemaakt met dezelfde productietechnieken als computerchips, kunnen de nanoneedles worden geïntegreerd in gemeenschappelijke medische hulpmiddelen zoals verbanden, endoscopen en contactlenzen.

Dr. Chiappini voegde eraan toe: “Dit zou het begin van het einde kunnen zijn voor pijnlijke biopsieën. Onze technologie opent nieuwe manieren om de ziekte veilig en pijnloos te diagnosticeren en te bewaken – om artsen en patiënten te helpen betere, snellere beslissingen te nemen.”

De doorbraak was mogelijk door nauwe samenwerking tussen nanoengineering, klinische oncologie, celbiologie en kunstmatige intelligentie-elk veld die essentiële hulpmiddelen en perspectieven bracht die samen een nieuwe benadering van niet-invasieve diagnostiek ontgrendden.