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Neues System zum Nachweis krebsbezogener Marker auf CTCs

Dass Biopsien entnommen und endlose Tests durchgeführt werden, ist niemandes Vorstellung von einer guten Zeit, selbst wenn es für die Überwachung Ihrer Gesundheit notwendig ist. Jetzt berichten Forscher aus Japan über die Entwicklung einer neuen Technik, die Krebstests viel weniger invasiv machen könnte.

In einer im September im Journal of the American Chemical Society veröffentlichten Studie haben Forscher der Tokyo Medical and Dental University (TMDU) eine neue Technik zur Bewertung des krebsbezogenen Markers anhand von Brustkrebs-Zelllinien vorgestellt.

Der Nachweis krebsbezogener Marker ist eine leistungsstarke Methode zur Bestimmung von Diagnose, Prognose und Behandlungserfolg. Moderne Techniken sind in der Lage, diese Marker in Patientenproben wie Blut und Urin nachzuweisen, was eine nicht-invasive Möglichkeit zur Überwachung und Bewertung von Patienten bietet.

Zirkulierende Tumorzellen (CTCs), also Krebszellen, die im Blut gefunden werden, sind eines der Hauptziele, die zur Auswertung von Blutproben von Krebspatienten verwendet werden. Es kann jedoch schwierig sein, diese Zellen aus dem Blut zu isolieren, und aktuelle Ansätze erkennen nicht ausreichend sowohl Epithelzell- als auch Mesenchymzellmarker, die für die Bestimmung des Krebsstadiums wichtig sind.“

Miyuki Tabata, Erstautorin der Studie

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Um ein System zu schaffen, das krebsbezogene Marker auf CTCs (und möglicherweise anderen Faktoren im Blut) schnell und einfach erkennen kann, verwendeten die Forscher einen Ionen-sensitiven Feldeffekttransistor (ISFET) genannten Apparat, bei dem es sich um einen winzigen elektrischen Schaltkreis handelt wird durch eine pH-Änderung aktiviert. Sie beschichteten diese Transistoren mit Brustkrebszellen und fügten dann einen Antikörper hinzu, der mit einem chemischen Reporter verbunden ist, der eine Änderung des pH-Werts verursacht, wenn der Antikörper die Zellen erkennt.

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„Wir fanden heraus, dass der chemische Reporter Glucoseoxidase erfolgreich die Expression des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors (EGFR), eines Markers für eine schlechte Krebsprognose, auf CTC-Membranen nachwies“, sagt Yuji Miyahara, Seniorautor der Studie. „Außerdem korrelierte die Stärke des chemischen Signals mit der Menge an EGFR, die von den Zellen exprimiert wird.“

Wichtig ist, dass diese Ergebnisse den EGFR-Spiegeln entsprachen, die mit anderen Techniken nachgewiesen wurden, was darauf hinweist, dass der ISFET-Ansatz die krebsbezogene Markerexpression auf Zellen genau identifiziert.

„Diese Ergebnisse stellen den Machbarkeitsnachweis dar, dass ein ISFET-basiertes System verwendet werden kann, um den Krebsstatus von Patienten anhand von flüssigen Biopsieproben effizient zu beurteilen“, erklärt Tabata.

Da ISFETs so hergestellt werden können, dass sie die Größe einer einzelnen Zelle haben und zu riesigen Arrays zusammengesetzt werden können, hat diese Technik das Potenzial, eine Hochdurchsatzanalyse von Krebszellen mit Einzelzellauflösung zu ermöglichen. Darüber hinaus könnte die Verwendung mehrerer Antikörper für den chemischen Enzymnachweisschritt die gleichzeitige Analyse mehrerer krebsbezogener Marker ermöglichen.

Quelle:

Universität für Medizin und Zahnmedizin in Tokio

Referenz:

Tabata, M., et al. (2022) Nachweis der epidermalen Wachstumsfaktorrezeptorexpression in Brustkrebszelllinien unter Verwendung eines ionensensitiven Feldeffekttransistors in Kombination mit enzymatischer chemischer Signalverstärkung. Zeitschrift der American Chemical Society. doi.org/10.1021/jacs.2c06122.

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