Lungcancerpatienters metabolism är annorlunda än metabolismen hos friska människor. Och så är molekylerna som utgör cancerpatienters utandningsandning också olika. En ny enhet var pionjär vid University of Colorado Cancer Center och Nobelprisbelönta Technion University i Haifa, Israel använder guldnanopartiklar för att fånga och definiera dessa molekyler i utandningsluften. Genom att jämföra dessa molekylära signaturer med kontrollgrupper, enheten kan inte bara se om en lunga är cancerös, men om cancern är småcellig eller icke-småcellig, och adenokarcinom eller skivepitelcancer.
"Detta kan totalt revolutionera screening och diagnos av lungcancer, " säger Fred R. Hirsch, MD, PhD, utredare vid CU Cancer Center och professor i medicinsk onkologi vid University of Colorado School of Medicine. "Perspektivet här är utvecklingen av en icke-traumatisk, lätt, billig metod för tidig upptäckt och differentiering av lungcancer."
Beviset på konceptet, nyligen publicerad i tidskriften Nanomedicin , visade att apparaten i en preliminär studie tydligt skilde mellan de flyktiga organiska föreningarna i cancerpatienters utandning jämfört med andedräkten i en kontrollgrupp. Försökspersoner andas helt enkelt ut i en påse, som skiljer ytlig utandningsandning från andetag som har sitt ursprung djupare i lungorna. Och sedan analyseras detta djupa andetag av en rad guld nanopartikelsensorer.
"Det som är unikt här är att vi drar fördel av en nanoteknologisk utveckling som pågår vid Technion University som gör att vi omedelbart kan identifiera mycket små molekyler, Hirsch säger, och baserat på identiteten hos dessa små molekyler i utandningsandning, Hirsch och kollegor kan säga om andningen kom från en cancersjuk lunga.
Enhetens potentiella användningsområden går utöver diagnos.
"Vi kan mäta nivåerna av flyktiga organiska föreningar mot populationspoäng för att diagnostisera cancer och cancertyper, eller kan mäta förändringen i patienternas nivåer av VOC över tiden med avsikten att, till exempel, övervaka hur väl en patient svarar på specifika behandlingar, " säger Hirsch. Ett andetag nu och ett andetag efter behandling kan definiera om en patient ska stanna med en läkemedelsbehandling eller utforska andra alternativ.
Personlig medicin har kommit till lungcancer – precis som tidigare år har det kommit till bröstcancer och vissa andra cancerformer. Ju snabbare och mer exakt du kan definiera cancersubtypen, desto mer exakt kan du rikta in dig på sjukdomen. Den här nya enheten kan så småningom hjälpa läkare snabbt, helt enkelt, och på ett billigt sätt definiera patienters lungcancersubtyper, så att de kan koppla terapier med subtyper tidigt i behandlingsprocessen.
Faktiskt, Hirsch och hans kollegor kommer snart att publicera mycket uppmuntrande prekliniska data som visar att enhetens guld nanopartikelsensorer kan skilja mellan olika typer av lungcancerceller.
Enheten kan också hjälpa läkare att jämna ut rynkorna i befintliga metoder för cancerscreening. Till exempel, National Lung Screening Trial rapporterade nyligen att en av de stora utmaningarna i sina mer än 53, 000-personers studie av CT-skanningar av låga doser för att upptäcka lungcancer var försökets nästan 95 procent av falska positiva resultat – CT-skanningar fann knölar som visade sig inte vara cancerframkallande.
"Det kräver bättre åtgärder för att skilja vad som är en godartad knöl och en malign knöl, " säger Hirsch. "Det är vad vi i lungcancergruppen här vid University of Colorado Cancer Center vill studera med den här tekniken, och vi har mycket uppmuntrande preliminära uppgifter. Vi skulle potentiellt kunna använda utandningsandningen för att bestämma vem av individerna med en CT-detekterad knöl som ska gå för ytterligare upparbetning och/eller så småningom behandling."
där en $1, 800 bröst-CT-kamper, att bara andas ut kan lyckas.
"Om det fungerar, du kan tänka dig att stå i mataffären och ha hög risk att människor blåser in i en påse, " säger Hirsch.
