Het grijze gedeelte stelt de elektrode voor. De rode bolletjes daarop zijn goudnanodeeltjes. Die zitten via de groene aptameren vast aan de gele EpCAM van het de roze CTC. Aan de andere kant zitten de blauwe magnetiet-nanokooien ook via aptameren aan de C

Met magnetiet kun je tumorcellen al in kleine hoeveelheden detecteren. Dit stellen onderzoekers van de universiteit van South Carolina in Journal of American Chemical Society.

De Amerikanen bedekten magnetietkralen, Fe3O4, met zilver-palladium nanokooien om een elektrokatalysator te maken. Die gebruikten ze vervolgens om tumorcellen te detecteren die slechts in kleine hoeveelheden in het bloed voorkomen. Soms is dat er maar een op een miljard bloedcellen. Een voorbeeld van dit soort cellen zijn circulerende tumorcellen (CTCs). Deze cellen zijn een teken van metastase en tevens een manier om kanker vroeg vast te kunnen stellen. Met hun magnetietdeeltjes konden de onderzoekers de cellen al detecteren als er vier of vijf van aanwezig waren.

Fe3O4 werkt hetzelfde als een gebruikelijkere methode, namelijk horse radish peroxidase, een natuurlijk voorkomend enzym. Beide moleculen zijn in staat andere stoffen te reduceren, een belangrijke stap in de detectie van CTCs. En waar mieriksperoxidase erg gevoelig is voor temperatuur en pH, is magnetiet dat vrijwel niet.

Om CTCs te decteren gebruik je ‘differential pulse’-voltammetrie, waarmee je de spanning meet als je een potentiaalverschil aanlegt op het redoxkoppel magnetiet-thionine. Je fixeert goudnanodeeltjes op het elektrodeoppervlak. Hieraan kun je vervolgens SYL3C-aptameren binden. Dit zijn kleine moleculen die selectief binden aan epitheel celadhesiemoleculen (EpCAM). EpCAM zijn in grote hoeveelheden aanwezig op oppervlakken van CTCs. De aptameren maak je ook vast aan de zilver-palladiumnanokooien. Zodra er dan CTCs aanwezig zijn, kleven deze aan zowel de nanogouddeeltjes en de zilver-palladiumnanokooien. Doordat die kooien nu gekoppeld zijn aan de elektroden, kun je een spanningsverschil meten. De zilver-palladiumkooi versterkt deze spanning. Er is dus alleen een spanning te meten als de kooitjes aan de elektrode zitten en dat kan alleen als er kankercellen aanwezig zijn. De detectielimiet is door de Amerikanen vastgesteld op vier tot vijf cellen per honderd microliter.

De onderzoekers moeten de methode nog verder uit werken voordat deze in ziekenhuizen toepasbaar is, maar Hui Wang, hoofd van de onderzoeksgroep, is optimistisch. ‘We kunnen deze biomarkers van kanker kwantificeren en omdat kankercellen op deze manier erg veel verschillen van normale cellen kunnen we ze ook identificeren. De gevoeligheid is erg hoog, dus dat zou zelfs mogelijk moeten zijn voor cellen die erg weinig voorkomen.’

Bron: University of South Carolina

Onderwerpen