In de wekelijkse rubriek ‘follow-up’ geven we een vervolg aan het best gelezen artikel van afgelopen week. Deze week ging dit over Zwitserse onderzoekers die een speciale bloedtest ontwikkelen die meer dan vijftig verschillende soorten kanker al in een vroeg stadium in het bloed kan opsporen.
Nog voordat tumoren uitzaaien of leiden tot kanker geven ze DNA af in het bloed. Maar ook andere celtypes scheiden dit zogenaamde celvrije DNA af in het bloed. Hierdoor is het lastig om te bepalen welk celvrije DNA van tumoren komt. Hier hebben de Zwitserse onderzoekers dus iets op gevonden. Het bloedonderzoek van de Zwitserse onderzoekers analyseert chemische veranderingen in het DNA, bekend als “methylering”, die normaal gesproken de genexpressie controleert. “Abnormale methyleringspatronen en de daaruit voortvloeiende veranderingen in genexpressie kunnen bijdragen aan tumorgroei, zodat deze signalen in het cfDNA het potentieel hebben om kanker op te sporen en te lokaliseren,” zegt de studie, die werd gepubliceerd in het toonaangevende kankerblad Annals of Oncology.
Pepijn Beekman en Dilu Matthew van ECsens werken aan een super nauwkeurige biosensor die werkt op nano-elektroden. Het doel van hun ‘lab on a chip’ is om te controleren of kankerbehandelingen aanslaan en meer af te stellen op de persoon. Maar in de toekomst moet het ook mogelijk zijn om de ziekte al in een vroeg stadium met deze chip op te sporen.
Beekman legt uit dat ze antilichamen op elektroden hebben geplaatst die bepaalde biomarkers herkennen. “Van deze stoffen weten we dat ze niet thuis horen in het bloed van een gezond persoon. Als zo’n biomarker in de buurt van een antilichaam komt blijft die aan de sensor plakken en kunnen we dit uitlezen.”
Jungle van verschillende stoffen
Met slechts een beetje bloed is de sensor in staat om de biomarkers in het bloed te detecteren. “Je moet je voorstellen dat het bloed een grote jungle van verschillende stoffen is. De kunst van een biosensor is om ook lage concentraties van biomarkers in het bloed te detecteren. Ook mag de sensor niet reageren op andere stofjes die er misschien op lijken, maar niet hetzelfde zijn. Dat heet selectiviteit. Onze sensor is niet alleen super nauwkeurig, maar ook heel selectief.”
Beekman: “Bij vroege fases gaat de concentratie biomarkers in het bloed heel erg omlaag, dat zie je in dit Zwitserse onderzoek ook. Om dit succesvol te detecteren heb je technieken nodig die nog gevoeliger zijn dan wat er nu beschikbaar is. Onze techniek heeft die potentie.”
Maar volgens hem is kanker diagnosticeren in een vroege fase niet weggelegd voor zo’n jong bedrijf als ECsens. “Om iedereen te controleren die risico loopt op een ziekte, moet je een grootschalige bevolkingsscreening opzetten. Hiervoor heb je logistieke kanalen nodig waarover alleen gevestigde multinationals beschikken. Ook moet het vertrouwen in je technologie zo groot zijn dat radiologen en oncologen het accepteren voordat ze het massaal zullen gebruiken. Zo ver is onze technologie nog niet doorontwikkeld. Daarom richten we ons nu op het monitoren van de behandeling.”
Hele kleine signalen oppikken
Door de hoeveelheid biomarkers in het bloed van patiënten te meten, kan een arts bepalen of een behandeling aanslaat. “Artsen checken nu met een MRI of CT-scan of een tumor kleiner wordt. Maar deze scans kunnen een vertekend beeld geven en kunnen een tumor niet altijd nauwkeurig meten. Het kan zijn dat er tumoren zitten die te klein zijn om te detecteren, de zogenaamde micrometastases. Ook kan het lijken of een tumor kleiner wordt, terwijl er eigenlijk niets is veranderd. Of andersom, dat het lijkt alsof een behandeling niet werkt, maar eigenlijk effectief is. Het gaat vaak om hele kleine signalen die je met bloedanalyse wel zou kunnen oppikken”, legt hij uit.
Ook is de technologie een stuk goedkoper dan alle scans die patiënten nu nodig hebben voor een behandeling. “Onze methode zou ongeveer vijf keer goedkoper uitkomen dan de scans. En omdat artsen sneller zien dat een behandeling niet werkt, kan er eerder overgestapt worden op een ander medicijn. Bovendien is een beetje bloed afgeven minder ingrijpend en kun je patiënten vaker en nauwkeuriger in de gaten houden.”
Lees hier meer over ECsens
De volgende stap is om met deze chips te testen met patiënten. Oorspronkelijk zou ECsens deze periode met een klinische proef starten, maar door de uitbraak van het coronavirus ligt dit voorlopig even stil. “We willen in patiëntensamples aantonen dat onze technologie werkt, de volgende uitdaging is om dit verder te ontwikkelen en fool proof te engineeren zodat laboranten er makkelijk mee kunnen werken. Maar het lab op de Universiteit van Twente is op dit moment alleen beschikbaar voor urgente onderzoeken gerelateerd aan corona. We moeten dus nog even geduld hebben.”
Hoewel de technologie in de toekomst misschien wel geschikt is om kanker in een vroeg stadium te detecteren richt ECsens zich dus vooral op het monitoren van het behandeltraject bij patiënten. “Over het algemeen is de uitdaging voor clinici om biomarkers te vinden. Wij ontwikkelen platforms die deze biomarkers betrouwbaar kunnen detecteren. Wij hebben dus clinici nodig om ons te vertellen wat ons systeem precies op moet sporen. Voor deze proof of concept weten we dus waar we ons op richten, maar voor veel specifieke andere soorten kanker zijn weer andere biomarkers. Maar voor vroegefasediagnostiek zou dezelfde biomarker die we nu gebruiken denk ik ook prima werken.”
