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Eierstockkrebs kann früh erkannt werden, indem Zellen von der Gebärmutter oder vom Gebärmutterhals geprüft werden
Die bahnbrechende Technologie der Biophotonik, die in den USA entwickelt wurde, kann nanoskalige Veränderungen von Zellen aus dem Gebärmutterhals und dem Uterus nachweisen, die auf Eierstockkrebs im Frühstadium hindeuten könnten. Dies geht aus einer Studie hervor, die in diesem Monat in den USA veröffentlicht wurde Internationales Journal des Krebses.
Die Forscher beschreiben, wie sie mithilfe der partiellen wellenspektroskopischen (PWS) Mikroskopie diagnostische Veränderungen in Gebärmutter- und Zervixzellen von Patientinnen mit Ovarialkarzinom mittels eines minimalinvasiven Verfahrens erkennen konnten. Unter einem gewöhnlichen Mikroskop würden die Zellen normal aussehen.
PWS hat sich bereits in früheren Studien als vielversprechend erwiesen, um Darm-, Pankreas- und Lungenkrebs frühzeitig zu erkennen, wobei auch Zellen aus benachbarten Organen, wie in dieser Studie von Ovarialkrebs, verwendet wurden.
Die Zellen für diese letzte Eierstockkrebs-Studie stammten aus dem Gebärmutterhals und der Gebärmutter. Für die frühere Lungenkrebs-Studie verwendeten die Forscher Zellen, die von der Wange gebürstet wurden. Für die Dickdarmkrebsstudie stammten die Zellen aus dem Rektum, und für die Bauchspeicheldrüsenkrebsstudie stammten sie aus dem Zwölffingerdarm.
In allen Fällen zeigten Zellen aus diesen benachbarten Organen Veränderungen im Nanobereich, wenn Krebs vorlag.
Wenn sie kommerzialisiert werden, glauben die Forscher von der Northwestern University und NorthShore University HealthSystem (NorthShore) in Evanston, Illinois, dass die Methode in etwa fünf Jahren in klinischer Verwendung sein könnte.
"Diese faszinierende Erkenntnis könnte einen Durchbruch darstellen, der die Personalisierung von Screening-Strategien für Eierstockkrebs durch einen minimal intrusiven Test ermöglichen würde, der mit dem Pap-Abstrich gekoppelt werden könnte", sagt Co-Autor Hemant K. Roy von NorthShore.
Es gibt derzeit keinen zuverlässigen Weg, Eierstockkrebs in seinen frühen Stadien zu erkennen. Die Mehrheit der Fälle wird erst diagnostiziert, wenn sich der Krebs in die Lymphknoten ausgebreitet hat, was die Heilungschancen erheblich reduziert und die Behandlung sehr schwierig macht.
PWS arbeitet im Nanobereich, der viel kleiner ist als der Maßstab eines gewöhnlichen Mikroskops. Ein Nanometer ist ein Milliardstel (10 bis Minus 9) eines Meters oder ungefähr drei bis fünf Atome breit (ein Virus ist typischerweise 100 nm groß).
Auf dieser Skala wird das Verhalten von Partikeln und Materialien mehr von dem bestimmt, was Wissenschaftler Quanteneffekte nennen, und ihnen eine neue Tüte mit Werkzeugen zur Verfügung stellen, mit denen sie arbeiten können.
PWS nutzt die Lichtstreuung, um die Nanostruktur von Zellen zu untersuchen ("Nanozytologie"), und bietet Wissenschaftlern, was die Autoren als "Paradigmenwechsel" in der biomedizinischen Optik bezeichnen.
"Technologisch demonstrieren wir, dass die PWS-Nanocytologie auf Längenskalen sehr empfindlich auf Zell-Nanoarchitektur reagiert
Roy und Kollegen beschreiben, wie PWS tiefgreifende Veränderungen entdeckt hat, die die frühesten bekannten Zeichen von Krebs sind: Veränderungen, die in Zellen weit entfernt von der Tumorstelle oder sogar vor der Bildung eines Tumors zu sehen sind.
Der korrespondierende Autor Vadim Backman, der PWS bei Northwestern entwickelt hat, sagt:
"Wir waren überrascht zu sehen, dass wir bei Patienten, die an Eierstockkrebs erkrankt waren, diagnostische Veränderungen in den Zellen beobachten konnten, die aus der Endozervix entnommen wurden. Der Vorteil der Nanozytologie - und warum wir so begeistert sind - ist, dass wir nicht auf die Entwicklung eines Tumors zur Erkennung von Krebs warten müssen."
PWS kann Zellmerkmale mit einer Größe von nur 20 nm identifizieren und es den Wissenschaftlern ermöglichen, das Ausmaß der Unordnung in der nanoskaligen Organisation einer Zelle zu bestimmen, die als starker Marker für das Vorhandensein von Krebs im selben oder in der Nähe eines Organs bekannt ist.
Ein auf PWS basierender Test würde den von den Forschern so genannten "Feldeffekt" nutzen, also das Ausmaß, in dem Zellen weit entfernt vom malignen oder prämalignen Tumor molekulare und andere Veränderungen zeigen.
Für diese neueste Studie testeten Roy, Backman und Kollegen Endometrium (Teil der Gebärmutter) -Zellen von 26 Patienten (11 mit Eierstockkrebs und 15 Kontrollen) und Endozervix-Zellen von 23 Patienten (10 mit Eierstockkrebs und 13 Kontrollen).
Sie legten die Zellen auf Objektträger und untersuchten sie dann mit PWS. Die Nanoarchitektur von Zellen von Krebspatienten war sowohl in der Endometrium- als auch in der Endozervix-Gruppe signifikant ungeordneter als die der Kontrollen.
Backman und Roy arbeiten seit über zehn Jahren zusammen und haben für vier von ihnen klinische Versuche mit PWS durchgeführt.
"Die Veränderungen, die wir in den Zellen beobachten konnten, waren identisch, egal welches Organ wir untersuchen", sagt Backman.
"Wir sind auf eine universelle Zellphysiologie gestoßen, die uns helfen kann, schwierige Krebsarten frühzeitig zu erkennen. Wenn die Veränderungen so universell sind, müssen sie sehr wichtig sein", fügt er hinzu.
In einem anderen aktuellen Beispiel der Nanotechnologie in der Medizin schreiben Wissenschaftler in den USA Natur Nanotechnologiebeschreiben, wie sie "Nanospongs" entwickelten, die als rote Blutkörperchen getarnt sind und gefährliche Giftstoffe im Blut auffangen können.
Geschrieben von Catharine Paddock
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