Förändringar i den genetiska sammansättningen av vävnadsprover kan snabbt och enkelt upptäckas med en ny metod baserad på nanoteknologi. Detta rapporterar forskare från det schweiziska nanovetenskapsinstitutet, universitetet i Basel och universitetssjukhuset Basel i första kliniska tester med genetiska mutationer hos patienter med malignt melanom. Journalen Nanobokstäver har publicerat studien.

Enligt uppskattningar från American Skin Cancer Foundation, idag utvecklar fler människor hudcancer än bröst, prostata, lung- och tjocktarmscancer tillsammans. Även om malignt melanom bara står för cirka 5 procent av hudcancerfall, dessa är de allvarligaste fallen och kan leda till döden. Ungefär hälften av alla patienter som utvecklar malignt melanom uppvisar en speciell genetisk förändring (mutation). Detta innebär en förändring i BRAF-genen (B-genen för snabb acceleration av fibrosarkom) som leder till okontrollerad cellproliferation.

Det finns nu läkemedel som utnyttjar dessa specifika mutationer och bekämpar cancern, avsevärt förlänger patienternas förväntade livslängd. Dock, de fungerar bara om motsvarande genetiska mutation faktiskt är närvarande. Där det inte är, de ger upphov till allvarliga biverkningar utan att ge önskad effekt. "Det är därför viktigt att vi kan identifiera mutationerna på ett tillförlitligt sätt i vävnadsprover. Det är det enda sättet att säkerställa att patienter får rätt behandling och framgångsrika resultat, " förklarar tidningens medförfattare, Professor Katharina Glatz vid Institutet för patologi vid universitetssjukhuset Basel.

Belagda microcantilevers

I en klinisk pilotstudie, teamet ledd av professor Ernst Meyer och professor Christoph Gerber vid Swiss Nanoscience Institute och Institutionen för fysik vid Basel University använde för första gången nanosensorer för att upptäcka mutationerna i vävnadsprover från patienter med malignt melanom. Att göra så, forskarna använde små konsoler som var belagda på olika sätt. Några av dem bar på en igenkänningssekvens för mutationen som forskarna var inriktade på.

Därefter isolerades genetiskt material (RNA) från patienternas vävnadsprover och applicerades på konsolerna. Om den genetiska förändringen är närvarande, patientens RNA binder till igenkänningssekvensen på konsolen. Den resulterande ytspänningen leder till böjning av konsolen, som kan mätas. Om mutationen saknas i RNA-provet, denna böjning sker inte – med andra ord, endast en specifik bindning producerar en signal. Fördelen med att använda nanokantilever är att inga tidskrävande procedurer behövs. Det tar mindre än en dag att gå från att utföra biopsi till diagnos.

Otänkbart för 30 år sedan

I den här studien, forskargruppen från Basel kunde visa att nanomekaniska mikrokantillever kan identifiera mutationer i komplexa blandningar av totalt RNA isolerat från vävnadsprover. I början, cantilevers användes endast i atomkraftmikroskop. Professor Christoph Gerber – som ska ta emot Kavlipriset i Oslo den 6 september, tillsammans med Gerd Binnig och Cal Quate, för att utveckla atomkraftsmikroskopet – konstaterar:"Trettio år sedan, vi kunde inte förutse att vår teknik en dag skulle kunna användas på sjukhus för personlig medicin – "från bänken till sängen, ' som det var."