Het officiële MedZine Blog

Uit een recent onderzoek blijkt dat een nieuw apparaat kan meten of een tumor groeit of krimpt (bij muizen). De gegevens zijn live via een mobiele telefoon applicatie op te vragen. Hiermee kunnen onderzoekers bepalen of een medicijn werkzaam is of niet. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Science Advances. 

Onderzoekers kunnen al veel informatie verkrijgen van in vitro onderzoek. Voor kankerbehandelingen zijn muismodellen (nog) een kritische stap bij het beoordelen van de werkzaamheid. Echter, lage-resolutie meetinstrumenten en kleine steekproefgrootten zorgen ervoor dat het bepalen van de werkzaamheid van geneesmiddelen in vivo een moeilijke en tijdrovende taak is. Een nieuw apparaat, getest in een onderzoek met muizen, zou hier verandering in kunnen brengen.

Elektronische druksensor

In het onderzoek werd een draagbare elektronische druksensor op muizen getest. De sensor heet FAST – Flexible Autonomous Sensor measuring Tumors – en bestaat uit een rekbaar huidachtig membraan van polymeren met een laag gouden schakelingen. De sensor hecht zich aan de huid boven de plaats waar zich een kankergezwel bevindt. Als de tumor groeit of krimpt, rekt of krimpt de sensor mee. Het apparaat meet hoeveel spanning de sensor ondervindt. Het kan hierdoor automatisch veranderingen in de grootte van kankertumoren onder de huid meten.

Er werd verder gebruik gemaakt van een chip en draadloze batterij. Deze zitten in een herbruikbaar ‘rugzakje’ welke gemakkelijk op de muis te bevestigen is. De gegevens kunnen draadloos worden verzameld met een mobiele telefoon applicatie, waarmee artsen zowel live als historische meetgegevens kunnen opvragen. De muis hoeft hiervoor niet aangeraakt te worden, waardoor deze geen stress ervaart.

Voordelen

Volgens de onderzoekers heeft de elektronische druksensor meerdere voordelen ten op zichtte van andere veel gebruikte instrumenten – schuifmaten, implanteerbare druksensoren en beeldvormers – voor tumormetingen. Ten eerste kan er met deze sensor een vierdimensionaal, tijdsafhankelijke dataset worden gegenereerd. Dit kan bijvoorbeeld niet met (toxische) beeldvormende technieken. Ten tweede kan de druksensor nauwkeurig veranderingen in tumorgrootte onderscheiden. Dit is moeilijk te detecteren met behulp van schuifmaat- en/of bioluminescentiemetingen. Ten derde is de sensor volledig autonoom en niet-invasief. Bovendien is er sprake van continue en zeer gevoelige metingen. Deze maken het mogelijk om onmiddellijke regressie van het tumorvolume na het begin van de behandeling te registreren in plaats van de meer algemene groeitrends die met andere methoden worden geregistreerd.

Resultaten

In twee in vivo onderzoeken bij muizen mat de sensor, al binnen vijf uur na aanvang van de therapie, verschil in tumorvolume (er waren verschillende behandel- en controlegroepen). Deze kortetermijn regressiemetingen werden gevalideerd door histologie. Schuifmaat- en bioluminescentiemetingen van een week lang toonden de correlatie aan met de behandelrespons op langere termijn.

Conclusie

De sensor is in staat om continu de progressie of regressie van onderhuidse tumoren op minieme tijdschaal te monitoren. De onderzoekers verwachten dat de gegevens die de sensor verzamelt het in vivo testen van kankertherapieën moet kunnen versnellen en automatiseren.

Er is overigens ook een ingekapselde versie van de sensor die bestand is tegen contact met vloeistofontwikkeld, maar vanwege de grootte van de muizen was implantatie niet mogelijk. Verder onderzoek naar een sensor met een langere batterijduur, implantatie van de sensor, en/of het afstaan van medicatie door de sensor zijn noodzakelijk.

Geschreven door:
Aurora van de Loo

Referentie:
Abramson A, Sci Adv. 2022; https://doi.org/10.1126/sciadv.abn6550