Teknik som utvecklas vid Washington State University ger en icke-invasiv metod för att diagnostisera prostatacancer och spåra sjukdomens utveckling.

Den innovativa filterliknande enheten isolerar prostatacancerindikatorer från annan cellulär information i blod och urin. Det kan göra det möjligt för läkare att avgöra hur cancerpatienter reagerar på olika behandlingar utan att behöva utföra invasiva biopsier.

Vägledning för effektiv behandling

WSU -forskargruppen utrustade en matta med små glasfjädrar med specialdesignade biomarkörer som lockar till sig de fettdroppar av proteiner och RNA som tumörceller kastar in i kroppsvätskor. Dropparna, kallas exosomer, innehåller genetisk information som kan analyseras för att bestämma en cancers molekylära sammansättning, även hur långt det har kommit.

"Det kan vara möjligt att förutsäga vilka läkemedel som skulle vara mest effektiva vid behandling av en patients cancer, "sade WSU kemiprofessor Clifford Berkman, som ledde designen av biomarkörerna. "Mer allmänt, denna teknik kan utökas till andra typer av cancer och sjukdomar. "

Skriver i Springer's Journal of Materials Science , Berkman, Parissa Ziaei, en doktorsexamen student i det tvärvetenskapliga materialvetenskapliga och tekniska programmet, och Grant Norton, professor i maskin- och materialteknik, sa att deras infångningsteknik är mer effektiv än tidigare metoder för att isolera prostatatumörexosomer från andra bitar av cellulär information.

Forskarna arbetar med design för en version av sin filterliknande enhet för användning i klinisk miljö.

Ett icke-invasivt alternativ till biopsi

Prostatacancer kan vara en allvarlig sjukdom, men de flesta män som diagnostiserats med prostatacancer dör inte av det. Faktiskt, mer än 2,9 miljoner män i USA som någon gång har diagnostiserats med prostatacancer lever fortfarande idag, enligt American Cancer Society.

Det faktum att prostatacancer kan förbli hos en människa i flera år innan den sprids till andra organ gör övervakning av dess progression och reaktion på behandling en viktig, långsiktig process.

En biopsi, ett förfarande där små prover av prostata tas bort med en nål, utförs ibland på en patient om blodprov avslöjar abnormiteter som indikerar förekomst av prostatacancer. Biopsier utförs också för att spåra utvecklingen av sjukdomen och hur den reagerar på behandlingen. Biopsin är generellt säker men leder ibland till blödning eller infektion.

WSU exosome capture-teknik kan ge ett pålitligt och icke-invasivt alternativ till biopsi.

"Säg att du har ett urinprov från en patient som är känd för att ha prostatacancer. Du kan passera urinen genom den enhet vi håller på att sätta ihop och mäta antalet exosomer som är specifikt från prostatacancerceller, "Norton sa." Läkaren skulle föreslå en behandlingsplan och mängden exosomer i ett uppföljande urinprov skulle indikera hur effektiv behandlingen var. "

Möjligheter att upptäcka andra cancerformer

Förutom att hjälpa läkare att övervaka utvecklingen av prostatacancer, WSU -forskarna hoppas att deras nya tillvägagångssätt kan användas för att behandla patienter med andra former av cancer och sjukdomar. Den filterliknande mattan av glas-nanosprängar som syntetiseras i Nortons laboratorium kan möjligen förses med ett brett utbud av biomarkörer för att locka till sig cancerexosomer i urinen, blod och andra kroppsvätskor.

"Det skulle inte vara ett stort steg att tänka sig att tillämpa det vi gör nu på bröstcancer eller bukspottskörtelcancer, "Sa Norton." Det öppnar alla möjliga spännande möjligheter. "

Forskningen stöder WSU:s stora utmaningar - initiativ som syftar till särskilt angelägna samhällsproblem. Det är särskilt relevant för utmaningen att upprätthålla hälsan och ändra sjukdomsförloppet.