Laser and cancer

Laser spoort kanker op

Met laserlicht kunnen artsen nu ‘vingerafdrukken’ van levende lichaamscellen nemen en veranderingen in processen volgen die tot kanker kunnen leiden. De revolutionaire diagnosetechniek werkt al bij maagkanker, en er zijn geen zware ingrepen nodig.

18 januari 2011 door Gorm Palmgren

Kanker begint bijna altijd doordat gezonde cellen onder druk komen te staan door infecties, gifstoffen, uv-licht en dergelijke, waardoor hun biochemische processen uit balans raken en ze tot kankercellen kunnen uitgroeien.

Tot dusver waren vroege voorstadia van kanker alleen op te sporen door een weefselmonster in het lab te analyseren. Met nieuwe lasertechnologie kunnen de artsen echter de biochemische inhoud van levende cellen diep in het lichaam analyseren, ver vóór een ziekte uitbreekt.

Het nieuwe wapen tegen kanker is een Raman-endoscoop, die een soort vingerafdruk maakt van de biochemische toestand van de cellen. De basistechniek is al een aantal jaar bekend en toegepast, maar pas in 2010 is het Zhiwei Huang van de National University of Singapore gelukt de techniek door te ontwikkelen en met andere verfijnde technologieën te combineren – en nu kan hij de allereerste stadia van maagkanker opsporen.

Elke cel tot in detail te bekijken

Als laserlicht met een zekere golflengte in het weefsel dringt, wordt zijn energie gedeeltelijk opgenomen door onder meer eiwitten, vetten en DNA van de cellen; dat is de kern van Raman-endoscopie.

Ze geven de energie echter al snel af in de vorm van licht, in een iets andere golflengte. Dit fysische proces heet niet-elastische lichtspreiding, en afhankelijk van het molecuul dat door de lichtstraal is getroffen heeft het weerkaatste licht een golflengte die korter of langer is dan die van de laserstraal zelf. De 32 optische vezels in de punt van de endoscoop registreren het weerkaatste licht, en een computer berekent de verandering in de golflengte en dus de kleur van het licht.

Als sommige cellen zich abnormaal gaan gedragen en wellicht voorstadia van kanker vormen, wordt hun inhoud aan biochemische moleculen anders, en dat toont een ‘vingerafdruk’ aan – dus de manier waarop ze het licht terugkaatsen vergeleken met gezonde cellen.

‘De Raman-endoscoop analyseert een stukje weefsel van 1 bij 1 millimeter, dat desalniettemin zo’n miljoen cellen bevat. We kunnen technisch gezien ook één cel meten om de eiwitten en vetten van dichtbij te bekijken, maar makkelijker is het om een weefselmonster te nemen in het laboratorium,’ aldus Zhiwei Huang, die de nieuwe diagnosemethode test in ziekenhuizen in heel Singapore.

Analyse direct in de maag

In 2010 publiceerde zijn onderzoeksgroep twee wetenschappelijke studies, waarbij patiënten met maagklachten die zich tot kanker kunnen ontwikkelen, op drie manieren werden onderzocht. De ene manier was een controle. Een biopt (een weefselmonster) van de maag werd aan een traditionele histologische microscoopanalyse onderworpen om zo eventuele celveranderingen op te sporen.

In het tweede geval werd een dergelijk biopt geanalyseerd in het lab met een Raman-endoscoop om te zoeken naar afwijkende ‘vingerafdrukken’, mogelijk een teken van celmutaties. In het derde geval werden de Raman-analyses in de maag verricht, dus zonder een biopt te nemen, met behulp van de endoscoop.

De drieledige analyse had ten doel om te bekijken of Raman-endoscopie celveranderingen net zo goed kan vinden als een histologische microscoopanalyse en of het mogelijk is de Raman-analyses rechtstreeks in de patiënt uit te voeren, zonder dat het nodig is een biopt van de maagzak te nemen, wat pijnlijk is.

De resultaten wezen uit dat de drie methoden met elkaar overeenstemden. De Raman-endoscoop had geen enkele fout gemaakt bij het aanwijzen van de cellen die besmet waren met de bacterie Helicobacter pylori – deze veroorzaakt maagzweren en is bijna in alle gevallen een voorloper van maagkanker.

Proces is omkeerbaar

Met de Raman-endoscoop werd ook 80% van de biopten gevonden waarin de cellen zich net begonnen te ontwikkelen tot kankercellen. Dit vroege stadium heet metaplasie, en als de artsen al op dat moment beginnen met het bestrijden van de fundamentele oorzaak van de stress in de cellen – zoals een infectie met de Helicobacter pylori – is het nog mogelijk het proces te keren, zodat de kanker niet door kan zetten.

Verder wezen de resultaten uit dat het met de milde diagnosticering in de maag van de patiënt mogelijk is om in ruim 94% van de gevallen op het spoor te komen van de eerste celveranderingen: het teken dat de kanker zich ontwikkelt.

‘Met de Raman-endoscoop kunnen we de moleculen van cellen analyseren, en dat maakt het tot een sterk middel om de allereerste voorstadia van kanker direct in de patiënt te diagnosticeren tijdens een routineonderzoek, hier en nu,’ legt Zhiwei Huang uit.

En niet alleen maagpatiënten kunnen straks een snelle diagnose tegemoetzien, belooft de wetenschapper:

‘De techniek die we hebben ontwikkeld, is ook voor andere inwendige organen geschikt te maken, zoals longen en blaas; als hij maar flexibel is, kan de endoscoop goed in de lucht- of urinewegen komen.’

Thema

Bekijk ook ...

ONTVANG DE NIEUWSBRIEF VAN WETENSCHAP IN BEELD

Je ontvangt je gratis special, Onze extreme hersenen, als download zodra je je hebt aangemeld voor onze nieuwsbrief.

Ook gelezen

Niet gevonden wat je zocht? Zoek hier: