Kreftceller kan spre seg til andre deler av kroppen gjennom blodet. Og nå har forskere utviklet en ny type laser som kan finne og zappe disse tumorcellene fra utsiden av huden.
Selv om det fremdeles kan være et stykke unna å bli et kommersielt diagnostisk verktøy, er laseren opptil 1000 ganger mer følsom enn dagens metoder som brukes for å oppdage tumorceller i blod, rapporterte forskerne 12. juni i tidsskriftet Science Translational Medicine.
For å teste for spredning av kreft, tar leger vanligvis blodprøver, men ofte klarer ikke testene å finne tumorceller selv om de er til stede i en enkelt prøve, spesielt hvis pasienten har en tidlig form for kreft, sa seniorforfatter Vladimir Zharov, direktør for nanomedisin senteret ved University of Arkansas for Medical Sciences.
Hvis testene kommer tilbake positive, betyr det vanligvis at det er en høy konsentrasjon av sirkulerende tumorceller i blodet; på det tidspunktet har kreften sannsynligvis spredd seg vidt til andre organer, og det er ofte "for sent å effektivt behandle pasienter," la Zharov til.
For mange år siden fant Zharov og teamet hans ideen om en alternativ, ikke-invasiv metode for å teste større mengder blod med en større følsomhet. Etter å ha tatt den kjente ruten, testet de den på laboratoriet, deretter på dyr og brakte den nylig til kliniske studier på mennesker.
Den nye teknologien, kalt cytofonen, bruker pulser av laserlys på utsiden av huden for å varme opp celler i blodet. Men laseren varmer bare opp melanomceller - ikke sunne celler - fordi disse cellene har et mørkt pigment kalt melanin, som absorberer lyset. Cytofonen bruker deretter en ultralydteknikk for å oppdage de teensy, bittesmå bølgene som slippes ut av denne varmeeffekten.
De testet teknologien på 28 lettkledde pasienter som hadde melanom og på 19 sunne frivillige som ikke hadde melanom. De lyste laser på pasientenes hender og fant ut at innen 10 sekunder til 60 minutter kunne teknologien identifisere sirkulerende tumorceller hos 27 av 28 av de frivillige.
Finne og drepe tumorceller
Enheten ga ikke noen falske positive effekter på de friske frivillige, og det medførte ikke sikkerhetsproblemer eller bivirkninger, sa de. Melanin er et pigment som normalt er til stede i huden, men hudcellene skades ikke, sa Zharov. Selv om huden produserer melanin naturlig, skader ikke denne laserteknikken disse cellene. Det er fordi laserlyset utsetter et relativt stort område på huden (så det ikke er fokusert nok på individuelle hudceller til å skade dem), mens laserenergien er mer konsentrert på blodårene og sirkulerende svulstceller, la han til.
Uventet fant teamet også at kreftpasientene etter behandlingen hadde færre sirkulerende tumorceller. "Vi brukte en relativt lav energi" med det primære formålet å diagnostisere snarere enn å behandle kreften, sa Zharov. Likevel, selv ved den lave energien, virket laserstrålen i stand til å ødelegge kreftcellene.
Slik fungerer det: Når melaninet tar opp varmen, begynner vannet rundt melaninet inne i cellene å fordampe, og produserer en boble som ekspanderer og kollapser, og ødelegger cellen mekanisk, sa Zharov.
"Målet vårt er ved å drepe disse cellene, vi kan bidra til å forhindre spredning av metastatisk kreft," sa han. Men han håper å utføre mer forskning for å optimalisere enheten videre for å drepe flere tumorceller, samtidig som den er ufarlig for andre celler.
De har heller ikke testet enheten ennå på mennesker med mørkere hud, som har høyere nivåer av melanin. Likevel får bare en veldig liten prosentandel af afroamerikanere melanom.
Teamet håper å utvide teknologien for å finne sirkulerende tumorceller frigjort av andre kreftformer enn melanom. Disse kreftcellene har ikke melanin, så for å oppdage dem, ville forskerne først trenge å injisere pasientene med spesifikke markører eller molekyler som vil binde seg til disse cellene slik at de kan målrettes av laseren. De har så langt demonstrert at denne teknikken kan fungere på humane brystkreftceller i laboratoriet.
