Neuartiger Chip zur Überwachung von Brustkrebs

Ein neues mikrofluidisches Gerät (oben), entwickelt von Wissenschaftlern des University of Toronto, kann den Östrogenspiegel in sehr kleinen Mengen messen Gewebeproben. Das Gerät, das zur Überwachung der Brust verwendet wird Krebspatienten, verwendet digitale Mikrofluidik, bei der diskrete Tröpfchen (im Bild mit Farbstoffen gefärbt) werden auf einer offenen Oberfläche manipuliert durch Anlegen elektrischer Potentiale an eine Anordnung von Elektroden. Bildnachweis: Aaron Wheeler

Ein Mikrofluidik-Chip, der den Östrogenspiegel bei Brustkrebspatientinnen leicht erkennen kann, könnte Ärzten eine neue Möglichkeit bieten, die Krankheit zu überwachen. Der von Wissenschaftlern der University of Toronto entwickelte Chip verwendet elektrische Signale, um Flüssigkeitstropfen durch einen Mikrofluidikkreislauf zu bewegen, und benötigt eine Blut- oder Gewebeprobe, die 1.000 Mal kleiner ist als die, die bei aktuellen Methoden erforderlich ist. Wenn die Technik allgemein verfügbar wird, könnten wir Biopsien durch Nadelstiche ersetzen, sagt Aaron Wheeler , ein Ingenieur an der University of Toronto, der das Gerät entwickelt hat.

Das Hormon Östrogen spielt bei vielen Brustkrebsarten eine große Rolle und fördert das Wachstum von Brustkrebszellen. Einige Medikamente wie Tamoxifen blockieren gezielt die Östrogenaktivität. Die Möglichkeit, Östrogen im Brustgewebe routinemäßig zu messen, könnte Ärzten eine Möglichkeit bieten, die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten zu überwachen, und sie könnte sogar helfen, das Risiko eines Wiederauftretens oder der Entwicklung der Krankheit abzuschätzen. Wir haben solide Beweise dafür, dass die Messung von Östrogen in der Brust wichtig ist, sagt Noha Mousa , einem Arzt an der University of Toronto, der an der Durchführung der Studie beteiligt war. Bei einem hohen Östrogenspiegel wissen wir, dass die Medikamente ihre Wirkung nicht erfüllen, und es besteht die Wahrscheinlichkeit eines erneuten Auftretens. Östrogen wird jedoch bei Brustkrebspatientinnen nicht routinemäßig gemessen, da hierfür eine umfangreiche Gewebeprobe erforderlich ist, die durch eine schmerzhafte und invasive Biopsie gewonnen wird.

Da der neue Chip so kleine Proben entnimmt, lässt sich Gewebe nun mit einer hauchdünnen Nadel entnehmen. Darüber hinaus kann der Chip den Östrogenspiegel in Blut, Speichel oder Gewebe messen, wodurch die bei bestehenden Verfahren erforderlichen Vorbereitungsschritte entfallen. Dieses Gerät ist das erste, das uns bekannt ist, das rohes, unverarbeitetes Gewebe als Input akzeptiert, was unserer Meinung nach letztendlich eine sehr schnelle Abwicklung ermöglichen wird, sagt Wheeler.

Das Gerät gilt immer noch als experimentell, aber Wheeler sagt, dass seine Gruppe nach Geldern sucht, um einen kommerziellen Prototyp der Technologie zu bauen. Er sieht zwei Versionen vor – eine, die in einem Labor verwendet wird, und ein kleineres Point-of-Care-Gerät, das in einer Arztpraxis verwendet werden könnte – und erwartet, dass eine kommerzielle Version innerhalb der nächsten fünf Jahre verfügbar sein wird.

Mousa plant, den Chip in einer von der Canadian Breast Cancer Foundation finanzierten klinischen Studie zu verwenden, um den Hormonspiegel vor und nach der Behandlung zu messen. Ich glaube, dass diese Methode für viele Anwendungen in der Frauengesundheit nützlich sein wird, sagt sie. Wir können dieselbe Technik auf viele andere Steroidhormone anwenden.

Sie hofft auch, mit der Technologie feststellen zu können, ob der Östrogenspiegel im Brustgewebe gesunder Frauen mit Brustkrebsrisiko dazu beitragen kann, ihr Risiko vorherzusagen. Bei gesunden Frauen ist dies nicht möglich, weil es eine große Probenahme erfordert, sagt sie.

Dieses Video zeigt, wie Östrogen mithilfe eines neuartigen Mikrofluidik-Chips, der an der Universität von Torotono entwickelt wurde, aus einem Tropfen menschlichen Blutes gewonnen wird. Die Proben werden lysiert und anschließend wird das Östrogen in ein polares Lösungsmittel (Methanol) extrahiert, während die unerwünschten Teile der Blutprobe in ein unpolares Lösungsmittel (Isooctan) extrahiert werden.

Video mit freundlicher Genehmigung von Dr. Aaron Wheeler

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