Home Medizin Wie ein einfacher Urintest Lungenkrebs im Frühstadium aufdecken könnte

Wie ein einfacher Urintest Lungenkrebs im Frühstadium aufdecken könnte

von NFI Redaktion

Lungenkrebs ist eine der tödlichsten Krebsarten der Welt, hauptsächlich weil viele Patienten erst spät diagnostiziert werden.

Mehr Patienten zu screenen könnte helfen, aber die Screening-Raten bleiben kritisch niedrig. Laut der American Lung Association werden in den Vereinigten Staaten nur etwa 6 % der berechtigten Personen untersucht. Im Vergleich dazu liegen die Screening-Raten für Brust-, Gebärmutterhals- und Darmkrebs alle bei über 70 %.

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, Massachusetts, haben Nanosensoren entwickelt, die auf Lungenkrebsproteine ​​abzielen und über einen Inhalator oder Vernebler verabreicht werden können, wie aus einer in diesem Monat veröffentlichten Studie hervorgeht Wissenschaftliche Fortschritte. Wenn die Sensoren diese Proteine ​​erkennen, erzeugen sie im Urin ein Signal, das mit einem Papierteststreifen nachgewiesen werden kann.

Derzeit ist die Niedrigdosis-CT der einzige empfohlene Screening-Test für Lungenkrebs. Aber nicht jeder hat einfachen Zugang zu Screening-Einrichtungen, sagte der andere Co-Hauptautor Edward Tan, PhD, ein ehemaliger MIT-Postdoc und derzeit Wissenschaftler beim Biotech-Unternehmen Prime Medicine in Cambridge, Massachusetts.

Wie es funktioniert

Die Sensoren sind Polymer-Nanopartikel, die mit DNA-Barcodes beschichtet sind. Die Forscher haben die Partikel so konstruiert, dass sie von Proteaseenzymen angegriffen werden, die mit Lungenadenokarzinomen im Stadium I in Verbindung stehen. Bei Kontakt spalten die Proteasen die Barcodes ab, die in den Blutkreislauf gelangen und über den Urin ausgeschieden werden. Ein Teststreifen kann sie erkennen und zeigt die Ergebnisse etwa 20 Minuten nach dem Eintauchen an.

Foto von Lungenkrebs
Nanosensoren, die auf Lungenkrebsproteine ​​abzielen, können in Aerosolform gebracht und mit einem Inhalator oder Vernebler verabreicht werden.

Die Forscher testeten dieses System an gentechnisch veränderten Mäusen, um menschenähnliche Lungentumoren zu entwickeln. Mithilfe von Aerosolverneblern verabreichten sie Mäusen mit dem Äquivalent von Krebs im Stadium I oder II 20 Sensoren. Mithilfe eines maschinellen Lernalgorithmus identifizierten sie die vier genauesten Sensoren. Bei einer Spezifität von 100 % zeigten diese vier Sensoren eine Sensitivität von 84,6 %.

„Ein Vorteil der Inhalation besteht darin, dass sie nicht invasiv ist, und ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sie sich recht homogen in der Lunge verteilt“, sagte Tan. Auch die Zeit vom Einatmen bis zur Erkennung ist relativ kurz – bei Mäusen dauerte der gesamte Prozess etwa zwei Stunden, und Zhong spekulierte, dass es beim Menschen nicht viel länger dauern würde.

Andere Anwendungen und Herausforderungen

Eine injizierbare Version dieser Technologie, die ebenfalls am MIT entwickelt wurde, wurde bereits in einer klinischen Phase-1-Studie zur Diagnose von Leberkrebs und nichtalkoholischer Steatohepatitis getestet. Die Injektion funktioniert auch in Verbindung mit einem Urintest, wie die Forscher im Jahr 2021 zeigten. Die Technologie könnte auch zur Diagnose anderer Lungenerkrankungen wie Asthma und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung eingesetzt werden, sagte Tan.

Die Technologie sei sicherlich „innovativ“, bemerkte Dr. Gaetano Rocco, Thoraxchirurg und Lungenkrebsforscher am Memorial Sloan Kettering Cancer Center in Middletown, New Jersey, der nicht an der Studie beteiligt war.

Dennoch kann es bei der Anwendung auf Menschen zu Herausforderungen kommen. Viele Faktoren spielen bei der Regulierung des Flüssigkeitsvolumens eine Rolle und beeinträchtigen möglicherweise die Fähigkeit, die Verbindungen im Urin nachzuweisen, sagte Rocco. Eine weitere Herausforderung: Menschlicher Krebs kann heterogener sein (und verschiedene Arten von Krebszellen enthalten), sodass vier Sensoren möglicherweise nicht ausreichen, sagte Zhong. Er und seine Kollegen beginnen mit der Analyse menschlicher Biopsieproben, um herauszufinden, ob dieselben Sensoren, die bei Mäusen funktionierten, auch beim Menschen funktionieren würden.

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