Zelf als kankerpatient thuis je behandeling monitoren of grootscheepse screening onder de bevolking op kankers? Over een paar jaar kan het, dankzij nanotechnologie.

Onderzoekers van de Universiteit Twente en de Universiteit van Munster in Duitsland, werken nauw samen aan de ontwikkeling van nieuwe technische mogelijkheden om kanker te detecteren. Daarbij baseren zij zich op de vinding dat het DNA van de kankercellen ook via de urine wordt uitgescheiden. De stukjes DNA, oftewel de biomarkers, moeten dan alleen wel gevonden en gemeten kunnen worden. En dat was tot voor kort een groot probleem.

Lage concentratie biomarkers
“De concentratie van die biomarkers is heel laag en dat betekent dat het lastig was om bijvoorbeeld een urinetest te ontwikkelen die de aanwezigheid van het kanker-DNA met zekerheid kon vast stellen.” Aan het woord is professor in de moleculaire nanofabricage dr. ir. Jurriaan Huskens. In zijn Molecular Nanofabrication group onderzoekt hij, hoe de gevoeligheid van een chip-oppervlak dusdanig verhoogd kon worden, dat deze ook de kleinste hoeveelheden biomarkers kan meten.


De wetenschappers hebben dozijnen lagen elektrisch geladen polymeren op de chip aangebracht, ook wel PEM’s genaamd. De polymeren werden negatief en positief geladen en afwisselend per laagje aangebracht op de chip, zodat deze gevoelig genoeg wordt om de geringste hoeveelheid kanker-DNA te verzamelen en te meten. Na 33 laagjes is de chip 25 keer zo gevoelig gemaakt. Toepassing van deze technologie zal, volgens Huskens, een flinke stap vooruit zijn voor zowel behandelaars als patiënten. “In de medische praktijk is het vandaag de dag nog standaard dat mensen met nieuwe klachten die bijvoorbeeld bij hun huisarts komen, een biopsie moeten ondergaan. Dat is een weefseltest die met behulp van een operatie wordt verkregen en natuurlijk veel belastender is voor een patient dan bijvoorbeeld een urinetest. Overigens is het zo dat de nieuwe technologie ook aangewend kan gaan worden om ontlasting en bloed te analyseren. Het is eigenlijk een liquid biopsy.”

Wat is nanotechnologie?
Het woord ‘nano’ is afgeleid van het Oudgriekse ‘nanos’, dat dwerg betekent. Nanotechnologie betreft dan ook die technologie, die het mogelijk maakt om met zeer kleine hoeveelheden en delen te werken, die we inschalen in nanometers. Een nanometer is een miljardste van een meter. Deze deeltjes zijn dan weer net iets groter dan moleculen en atomen, die 0.060 tot 0.275 nm groot zijn. Belangrijker dan de grootte is echter dat nanotechnologie nieuwe functies en eigenschappen kan voortbrengen. Nanotechnologie wordt niet alleen toegepast in de medische techniek, maar onder meer ook in materiaaltechniek, voedsel, chemie en energietechniek, milieutechniek en biomoleculen. Specifiek kunnen we denken aan emulsiedeeltjes in zonnebrandcreme en cosmetica, koolstofverbindingen in geckotape, kleding, desinfectiemiddelen en als katalysator bij verbranding. Ook opslagcapaciteit van computergeheugens worden vergroot met nanotechnologie.
In Nederland hebben we NanoLabNL, dat bestaat uit 5 locaties, te weten in Twente, Delft, Eindhoven, Groningen en Amsterdam, waar onderzoekers van verschillende instituten samenwerken. Het Nederlands consortium is daarmee toonaangevend in Europa. Het neemt een centrale plek in als stichtende partner van het Europees samenwerkingsverband op het gebied van nanotechnologie, te weten EuroNanoLab.

Grootscheepse screening en thuis testen op kanker
Met een (nog verder te ontwikkelen) urinetest kunnen patiënten en behandelaars er dus vroeg bij zijn en de behandeling van bestaande patiënten beter gemonitord worden, zonder al te veel ingrijpen voor de patiënt. Voor blaaskanker bijvoorbeeld, moet een patiënt nu nog iedere drie maanden een onderzoek ondergaan, waarbij een camera in de urinewegen wordt ingebracht. De camera speurt naar kankercellen en moet de aanwezigheid van kanker vaststellen. Dat kan binnenkort dus anders. Huskens wijst ook op de andere mogelijkheden van de ontwikkelde technologie. “Je kunt ook de richting van screening opgaan, waarbij je grote aantallen mensen, zonder al te ingrijpende maatregelen kan testen op kankers.”

Acceptatie in medische sector
Het onderzoek is nu in de fase waarbij gekeken wordt of de nieuwe nanotechnologische testen net zo goed werken als de nu gebruikte. De test wordt dus getest op nauwkeurigheid en betrouwbaarheid. Een belangrijke stap, meent Huskens. “In de medische sector is dit sowieso natuurlijk onontbeerlijk met nieuwe technologie, anders zal deze überhaupt niet geaccepteerd worden. Werkt de test op basis van nanotechnologie? Dan kan er doorontwikkeld worden en kan er gewerkt worden aan een apparaat waarmee de meting uitgelezen kan worden. Dat moet natuurlijk ook nog aan wat voorwaarden voldoen. Zo moet het gebruiksvriendelijk zijn en robuust genoeg. Dan heb je geschikte apparatuur voor patiënten en huisartsen, maar tegen die tijd ben je wel een paar jaar verder.”


Of de testen ingezet kunnen worden bij alle kankers, moet in de toekomst nog blijken. “Duidelijk is dat de test gebruikt kan worden bij blaaskanker en baarmoederhalskanker en er zijn indicaties dat we ook andere kankers ermee kunnen detecteren, dus hoewel dit nog niet zeker is, hebben we aanwijzingen dat ook longkanker ermee kan worden opgespoord. Als dat zo is, zou het goed mogelijk kunnen zijn dat die scope nog veel wijder is en we er veel meer kankers mee kunnen uitlezen,” hoopt Huskens.