Präzise Krebsdiagnose aus dem Blut mit einem tragbaren Gerät

Das Einfangen zirkulierender Tumorzellen oder DNA-Fragmente im Blut gehört zu den wichtigsten Zielen der Präzisionsonkologie . Besonders Mikrochips sollen dies in den letzten Jahren ermöglichen. Eine im April 2019 in Natureveröffentlichte Untersuchung kündigte die Entwicklung eines tragbaren Chips an, der zirkulierende Tumorzellen einfängt und den gesamten Blutstrom untersuchen kann.

Bekanntlich liefern Gewebebiopsien die genauesten Ergebnisse beim Krebsnachweis. Sie werden meist invasiv durchgeführt und können den Patientenkomfort beeinträchtigen. Als Alternative entstand zuletzt das Konzept der Flüssigbiopsie . Diese wird in der Onkologie intensiv untersucht und beruht auf dem Einfangen von Krebszellen oder krebsbezogenen DNA-Fragmenten aus Blutproben. In den letzten Jahren werden dafür intelligente 3-dimensionale Mikrochips entwickelt. Der Nachweis dieser Zellen ist besonders zum Verständnis der Tumorbiologie und zur Behandlungsplanung nützlich. Es bestehen jedoch weiterhin viele Probleme: Eine einzelne Blutprobe reicht nicht aus, um Krebszellen einzufangen.

Um dies zu überwinden, entwickelten Forscher der Universität Michigan ein tragbares Gerät zur Untersuchung des gesamten Blutes. Es unterscheidet sich deutlich von früheren Mikrochips. Seine Tragbarkeit ermöglicht es, den gesamten Blutstrom zu untersuchen.

Das Gerät ist etwa 2.54 cm groß. Weil es in den Körper implantiert wird, ist es sehr steril und sicher. Es enthält auch ein System gegen Gerinnung beim Blutdurchfluss: Das analysierte Blut wird mit dem gerinnungshemmenden Heparin vermischt. Das Filtersystem enthält Graphenoxid und Antikörper, die Krebszellen einfangen können. Diese speziell gestalteten Antikörper erfassen 80 Prozent der Krebszellen.

Zum Test wurden gesunden Hunden menschliche Krebszellen injiziert. Dabei wurde sichergestellt, dass dies keine langfristigen Gesundheitsfolgen für die Tiere hat. Ihr Immunsystem beseitigt die menschlichen Zellen wegen Gewebeunverträglichkeit wenige Stunden nach der Injektion. Unter standardmäßiger Sedierung wurden nach der Krebszellinjektion die Geräte eingesetzt. Gleichzeitig entnahm man alle 20 Minuten Blutproben und analysierte deren Krebszellen mit demselben Gerät im Labor, um tragbaren und Laborchip zu vergleichen. Das tragbare Gerät fing pro Milliliter 3.5-mal mehr Krebszellen ein als derselbe Mikrochip in vitro im Labor.

Was bedeutet diese Untersuchung für uns?

• Ein tragbares Gerät zum Einfangen zirkulierender Krebszellen wurde entwickelt. Dies könnte für Präzisionsmedizin und Krebsfrüherkennung ein wichtiger Schritt sein.
• Die meisten Krebszellen überleben nach Eintritt in die Blutbahn nicht lange. Die wenigen überlebenden Zellen können sich in verschiedenen Geweben ansiedeln und metastatische Tumoren bilden. Deshalb ist ihr möglichst früher Nachweis im Blut für die richtige Behandlungsplanung und die Verhinderung einer Ausbreitung auf weitere Gewebe und Organe wichtig. Das Gerät besitzt hierfür großes Potenzial. 
• Es ist zu betonen, dass das Gerät weiterhin im Labor getestet wird. Bis zum Beginn klinischer Studien am Menschen werden etwa 5 Jahre benötigt.
• FLÜSSIGBIOPSIEN BEI KREBS für Interessierte