Veelgebruikte kleurstoffen blijken opvallend geschikt voor het detecteren van tumoren.

Het is belangrijk om kanker in een vroeg stadium vast te stellen en behandelen. Maar het opsporen van kankercellen en tumoren is helaas niet zo eenvoudig. Als er een vermoeden van kanker is, volgen er vaak onderzoeken waarbij het betreffende orgaan uitgebreid bekeken wordt. Maar zelfs dat biedt niet altijd uitsluitsel. “Stel het gaat om darmkanker, dan moet je een endoscopie uitvoeren,” vertelt onderzoeker Cristina Zavaleta. “Maar een endoscoop is eigenlijk niets anders dan een zaklamp aan het eind van een stokje, dus je krijgt alleen informatie over de structuur van de darm en als je een poliep ziet, moet je eerst nog een biopsie uitvoeren. Maar wat nu als we beeldvormingstechnieken kunnen ontwikkelen waarmee dokters kunnen zien of die poliep kwaad- of goedaardig is? Dan hoeft de poliep misschien niet eens weggehaald te worden.”

Nanodeeltjes
Zavaleta en collega’s werken aan dergelijke beeldvormingstechnieken en beschrijven nu in het blad Biomaterials Science de ontwikkeling van nieuwe contrastvloeistoffen die een verrassend nederige oorsprong kennen. Ze zijn gebaseerd op veelgebruikte kleurstoffen, zoals we die aantreffen in de voedselindustrie en de tatoeage-shop.


Gekoppeld aan nanodeeltjes die kanker op kunnen sporen, kunnen deze opvallende kleurstoffen letterlijk laten zien waar de kankercellen zich ophouden. In die zin gaan ze – in combinatie met de nanodeeltjes – dan ook een stap verder dan de oorspronkelijke contrastvloeistoffen die een beter beeld kunnen geven van een orgaan, maar vaak niet in staat zijn om kwaadaardige cellen in zo’n orgaan aan te wijzen.

Tatoeage-inkt
De nanodeeltjes die wij gebruiken zijn biologisch afbreekbare liposomen,” zo vertelt Zavaleta aan Scientias.nl. “Ze bestaan in feite uit hetzelfde materiaal als onze celmembranen. Je kunt ze zien als lege cellen die we kunnen vullen met onze kleurstoffen.” Als je zo’n op kanker jagend nanodeeltje vult met een kleurstof, maak je bij voorkeur natuurlijk gebruik van een kleurstof die goed opvalt. En die kleurstoffen vond Zavaleta in eerste instantie op een onverwachte plek: in de tatoeageshop. “Ik herinner me nog dat ik een multititerplaat meebracht en hij (de eigenaar van de tatoeageshop, red.) in elk van de vakjes tatoeage-inkt spoot,” vertelt Zavaleta. “Vervolgens bracht ik de inkt naar onze Raman-scanner, die we gebruikten om onze nanodeeltjes te detecteren, en ontdekten deze geweldige spectrale vingerafdrukken die we kunnen gebruiken om onze nanodeeltjes te markeren. Dat was supercool.” En reden voor Zavaleta en collega’s om verder te kijken naar andere kleurstoffen die reeds door de Amerikaanse tegenhanger van de voedsel- en warenautoriteit waren goedgekeurd. “We dachten: laten we kijken naar enkele goedgekeurde kleurstoffen in medicijnen, cosmetische producten en voedsel, die al gebruikt worden en zien welke optische eigenschappen ze hebben.” Vervolgens ontdekten de onderzoekers dat veel van deze goedgekeurde kleurstoffen interessante optische eigenschappen hebben die we kunnen gebruiken voor het opsporen en letterlijk in beeld brengen van kanker.

Darmkanker
De met deze in feite doodgewone kleurstoffen gevulde nanodeeltjes zijn veelbelovend. “In ons paper beschrijven we dat we erin geslaagd zijn om met deze nanodeeltjes eierstokkanker, darmkanker en lymfeklierkanker op te sporen,” vertelt Zavaleta aan Scientias.nl. “En het is belangrijk om op te merken dat de mogelijkheden zich niet tot deze typen kanker beperken. Zo hebben we ook aanwijzingen gevonden dat de nanodeeltjes hersentumoren kunnen lokaliseren.”


Vervolg
Er moet echter nog wel veel onderzoek gedaan worden voor deze kleurrijke nanodeeltjes kunnen worden ingezet in de strijd tegen kanker. Zo willen de onderzoekers bijvoorbeeld nog vaststellen welke andere typen kanker de nanodeeltjes kunnen helpen detecteren. “Daarnaast is het ook belangrijk om meer onderzoek te doen naar de afbreekbaarheid van de nanodeeltjes en de eventuele effecten die ze op lange termijn kunnen hebben, en we zo de veiligheid van de patiënten kunnen garanderen.”

Database
Maar als de nanodeeltjes die onderzoeken goed doorkomen, kunnen artsen belast met het diagnosticeren van kankerpatiënten straks mogelijk uit een breed scala aan kleurstoffen kiezen. “Wij hebben een database gecreëerd met daarin de optische eigenschappen van elk van deze kleurstoffen. Afhankelijk van de toepassing, kun je naar deze database gaan en kijken welke kleurstof of tatoeagepigment onder de omstandigheden het beste beeld geeft.”

En mogelijk kunnen de kleurstoffen zo niet alleen kankercellen onthullen, maar ook meer inzicht geven in hoe deze het beste bestreden kunnen worden. “Sommige kleurstoffen kunnen zelfs met verschillende beeldvormingsmethoden gedetecteerd worden. Hierdoor kunnen we ze nog nauwkeuriger detecteren en kunnen ze ons tevens van specifieke informatie over de tumor voorzien, en bijvoorbeeld onthullen hoe deze op bepaalde therapieën kan gaan reageren.”