Kanker is een universeel probleem dat ontelbaar veel mensen wereldwijd treft. Velen kiezen voor een operatie in de hoop dat een chirurg een tumor volledig kan verwijderen, zonder gezond weefsel aan te tasten. In de loop der jaren zijn diverse instrumenten en technieken ontwikkeld om deze operaties te verbeteren, en beeldvormingsmethoden zoals het gebruik van lichtgevende kleurstoffen zijn daarbij zeer nuttig gebleken.

Een nadeel is echter dat sommige probes ook in gezond weefsel geactiveerd kunnen worden door endogene enzymen, waardoor achtergrondfluorescentie ontstaat en het moeilijker wordt om te bepalen wat verwijderd moet worden. Het omgekeerde is ook mogelijk: kankercellen blijven ongemarkeerd en worden gemist tijdens een operatie, waardoor de kans op terugkeer toeneemt.

Onze groep erkende dit huidige tekort en verbeterde de methode om kankercellen in het lichaam te laten oplichten. In experimenten met muizen dienden we een speciaal enzym toe aan tumoren en gebruikten we een fluorescentieprobe die alleen oplicht wanneer dat enzym aanwezig is.

Ryosuke Kojima, universitair hoofddocent, Laboratorium voor Chemische Biologie en Moleculaire Beeldvorming, Universiteit van Tokio

Kojima voegde eraan toe: "Oudere probes lichten vaak per ongeluk gezond weefsel op, waardoor er achtergrondruis ontstaat, maar onze zeer selectieve, of bioorthogonale, kleurstofprobe is zo ontworpen dat deze volledig uitgeschakeld blijft, tenzij hij het bijbehorende, gemodificeerde enzym tegenkomt. We hebben het enzym in feite getraind door herhaalde mutatie en selectie, een vorm van gerichte evolutie, zodat het de probe sterk genoeg kan activeren om in levende dieren te werken."

Kojima ontwikkelde samen met professor Yasuteru Urano en hun team een ​​speciale fluorescerende probe die niet gemakkelijk wordt geactiveerd door natuurlijke enzymen in het lichaam, waardoor ongewenste achtergrondgloed wordt voorkomen. Deze probe werd gekoppeld aan een bijpassend reporterenzym dat speciaal is ontwikkeld om de probe te activeren, zodat de fluorescentie voornamelijk verschijnt op de plek waar het enzym wordt afgeleverd. Bij testen op muizen met peritoneale kanker bereikte het gemodificeerde enzym de tumoren in de buikwand en werd gevolgd door de probe, die zoals verwacht oplichtte.

"Hierdoor konden we minuscule tumorlaesies van millimeters groot zien met extreem weinig achtergrondruis, een contrastniveau dat zeer nuttig kan zijn tijdens een operatie", aldus Kojima. "Op korte termijn zou dit systeem een ​​krachtig onderzoeksinstrument kunnen worden, en op de lange termijn kan het chirurgen helpen tumoren vollediger te verwijderen door kankercellen duidelijk in beeld te brengen. Een belangrijke hindernis voor klinisch gebruik is ervoor te zorgen dat het gemodificeerde enzym geen ongewenste immuunreactie bij patiënten teweegbrengt."

Het systeem zou ook aangepast kunnen worden aan andere soorten kanker, naast de peritoneale kanker die in deze onderzoeken is gebruikt, aangezien veel kankersoorten overeenkomstige antigenen vertonen , kenmerkende markers van tumorweefsel. Door het tumorgerichte component te vervangen (bijvoorbeeld een antilichaam of nanobody tegen een gekozen antigeen), zou hetzelfde enzym-sondepaar in principe kunnen worden ingezet voor andere kankertypen.

Als we nog verder vooruitkijken, zou dit onderzoek zelfs nuttig kunnen zijn voor zeer gerichte medicijntoeding, waarbij kankerverwekkende medicijnen niet langer met lichtgevende kleurstoffen worden toegediend, maar rechtstreeks naar de plekken worden gestuurd waar ze nodig zijn, en nergens anders. Maar zoals Kojima benadrukt, is het nog te vroeg om conclusies te trekken, de proeven zijn alleen nog maar op muizen uitgevoerd en er is nog veel werk te verrichten voordat het veilig genoeg wordt geacht voor proeven op mensen.

Dit Artikel is vertaalt uit het Engels.

Bron: www.news-medical.net