Die Früherkennung von metastasiertem Krebs kann den Unterschied zwischen Leben und Tod ausmachen. Um dies zu unterstützen, hat eine Gruppe von Forschern an der Universität von Michigan winzige implantierbare Maschenscheiben entwickelt, die wie Schwämme wirken. Die sogenannten "Gerüste", die aus dem Biomaterial Polymilchsäure-Co-Glykolid hergestellt werden, sammeln die Krebszellen, damit sie erkannt und möglicherweise beseitigt werden können.
"Wir wissen, dass wir Blutgefäße und Immunzellen, die für die Ansammlung von Krebszellen entscheidend sind, sammeln lassen können", sagt Samira Azarin, die Hauptautorin der Studie hat die ganze Arbeit für uns erledigt. “
Metastasierter Krebs oder Zellen, die vom Ort des ursprünglichen Krebses an einen anderen Ort im Körper gelangt sind, sind an 90 Prozent der Krebstodesfälle beteiligt. Die Wissenschaftler suchten nach einer Möglichkeit, diese Zellen bereits zu Beginn der Metastasierung zu erkennen, um sie frühzeitig behandeln zu können.
Die Implantate - 5-Millimeter-mal-2-Millimeter-Röhrchen, die in der Nähe von Lymphknoten unter die Haut gelegt werden - sammeln metastatische Zellen, indem sie ähnliche Umgebungen im Körper nachahmen, in denen sich Zellen ansammeln. Die Forschungsgruppe hatte sie zuvor für das Tissue Engineering verwendet, sodass sie wussten, dass es sich um erstklassige Umgebungen für das Zellwachstum handelt. Die Röhrchen können mit einer nicht-invasiven Detektionsmethode, der so genannten inversen spektroskopischen optischen Kohärenztomographie (ISOCT), gescannt werden, die das frühe Vorhandensein von Tumorzellen anzeigt.
Das Team fand, dass die Erkennung sehr gut funktioniert und dass sie die Implantate auf nanoskalige Veränderungen im Zellaufbau untersuchen können. Aber es gab auch zusätzliche Vorteile. Die Gerüste wirkten wie Schwämme, saugten die metastatischen Zellen auf und hinderten sie daran, an anderer Stelle im Körper zu wachsen. Dem Bericht zufolge "reduziert das Gerüst die Tumorbelastung in festen Organen um das Zehnfache".
Azarin sagt, dass sie und ihre Kollegen gehofft haben, dass dies als zusätzlicher Vorteil für die Studie eintreten könnte, aber sie waren sich nicht sicher, bis sie tatsächlich damit begannen, die Gerüste zu scannen. "Die Tatsache, dass es an und für sich therapeutisch sein könnte, ist ein zusätzlicher Bonus", sagt sie.
Ein illustrierter Blick darauf, wie die Gerüste Krebszellen anziehen. (Steve Alvey, Michigan Engineering) Sie testeten die Gerüste an Mäusen mit Brustkrebs, da es wie bei anderen ähnlichen Krebsarten häufig nicht der ursprüngliche Tumor ist, der die Patientin tötet. Es wird tödlich, wenn es in Gehirn, Knochen, Leber oder Lunge metastasiert.
„Wir wollten uns die Krebsart ansehen, bei der die Erkennung und Behandlung der Metastasierung am hilfreichsten ist“, sagt Azarin. „Es gibt viele Krebsarten, bei denen dies der Fall ist, und das Problem bei der Metastasierung besteht darin, dass sie in wirklich wichtige Organe gelangen. Wir beschäftigen uns auch mit Eierstock- und Bauchspeicheldrüsenkrebs. “
Die Wissenschaftler testen die Geräte immer noch an Mäusen, aber Azarin sagt, sie arbeiten mit chirurgischen Onkologen zusammen, um herauszufinden, wie sie in Zukunft am besten beim Menschen eingesetzt werden könnten.
Zunächst werden die Schwämme wahrscheinlich von Patienten verwendet, bei denen ein Tumor entfernt wurde und die sich in Remission befinden, um sicherzustellen, dass ihr Krebs nicht zurückkommt. Derzeit wissen viele Patienten nicht, dass ihr Krebs metastasiert ist, bis sie Symptome sehen, und zu diesem Zeitpunkt hat sich der Krebs oft weit verbreitet. Azarin sagt, dass die Implantate möglicherweise für Menschen verwendet werden, die noch keine Krebserkrankungen hatten, sich aber in Risikogruppen befinden.
Jetzt, da die Forscher wissen, dass Implantate bei Mäusen metastasierenden Krebs erkennen können, wollen sie herausfinden, ob sie tatsächlich Krebszellen aus dem Körper entfernen können. Die Schwämme können auch verwendet werden, um zu untersuchen, wann Zellen metastasieren und wie sich unterschiedliche Umgebungen im Körper auf dieses Wachstum auswirken. "Es gibt nicht viel, was man tun kann, um ein Organ wie eine Lunge oder eine Leber zu verändern, aber mit einem Gerüst können wir die Site wirklich bearbeiten", sagt Azarin.
Das Implantat hat ein großes Potenzial, zum großen Teil, weil es einfach und anpassungsfähig ist.
"Es ist ein von der FDA zugelassenes Material, das Gerüst ist einfach herzustellen und es ist eine kostengünstige Technologie", sagt Azarin. "Was ich in diesem Prozess gelernt habe, ist, dass wir dazu neigen, Dinge zu überentwickeln, aber manchmal funktionieren einfache Materialien und einfache Ansätze am besten."
