Je leest:

Longtumor komt tevoorschijn

Longtumor komt tevoorschijn

Auteur: | 19 november 2008

Met een onschadelijke laser op een lichaam schieten, en dan zien hoe groot een tumor is. Dankzij een nieuwe techniek hoeven we kankerpatiënten binnenkort niet meer open te snijden om te leren hoe erg ze eraan toe zijn.

Als doktoren toch eens door het lichaam heen konden kijken bij het stellen van hun diagnose… Röntgenstralen worden al jaren gebruikt om botbreuken op te sporen, maar voor een goede kijk in de rest van het lichaam moet de patiënt in veel gevallen onder het mes. Hopelijk niet veel langer, als het aan onderzoekers uit Massachusetts, Boston en München ligt; zij sloegen de handen ineen om de diagnose voor kankerpatiënten binnenkort een stuk gemakkelijker te maken. Dankzij een nieuwe techniek genaamd Early Photon Tomography (EPT, in het Nederlands Vroege Foton Tomografie) zien we de locatie en de verspreiding van kankergezwellen helderder dan ooit tevoren.

De beste manier om een beeld te krijgen van een longtumor is nu nog de CT-scan. Helaas geeft dit niet altijd een volledig beeld, zodat de artsen bijvoorbeeld niet weten hoe groot de tumor is of hoe ver deze is uitgezaaid. Early Photon Tomography geeft deze informatie wel.

Vroege fotonen

Voor EPT heb je drie dingen nodig: een laser, een camera met een getimed poortje en een fluorescerende stof. Natuurlijk is het iets ingewikkelder dan een laserpen, een webcam en een busje verf dat licht geeft in het donker: de laser moet bijvoorbeeld lichtpulsen afvuren die een onvoorstelbaar korte 100 femtoseconden duren. 1 femtoseconde is 10-15 seconde. Zie het zo: lichtstralen racen met een snelheid van ongeveer 300.000 kilometer per seconde door het heelal. Dat betekent dat een lichtstraal er 1 seconde over doet om van de aarde naar de maan te komen. In 100 femtoseconden legt een lichtstraal 30 micrometer af, drie honderdste van een millimeter, of dikte van een flinterdun velletje papier. Om dat te regelen moet er een heel slim stukje elektronica aan hangen.

De camera met het getimede poortje is ook niet mis: het poortje mag slechts 100 picoseconden openblijven nadat de laser een lichtpuls afvuurt. Een picoseconde is duizend keer langer dan een femtoseconde, maar dat is nog steeds 10-12 seconde. In 100 picoseconden legt een lichtstraal 3 centimeter af, toch de lengte van een pink. Door het poortje te combineren met de laserpulsen zorgt deze opstelling ervoor dat alleen het allereerste licht van de laserstraal door het poortje komt en op de camera valt. Vandaar de term “Vroege Foton”. (een foton is een stukje licht)

De testopstelling voor Early Photon Tomography bestaat uit een laser met pulsen van 100 femtoseconden, een camera met een poortje wat 100 picoseconden open is, en ertussenin een kamer voor het proefdier (een muis). De kamer draait telkens 5 graden om de as tot 360 graden. Dit deelt de muis op in 72 ‘plakjes’, die samen een goed beeld geven van het hele lichaam. Het in plakjes verdelen heet tomografie, van het Griekse woord tomos wat plakje betekent. Bron: PNAS. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Het derde onderdeel, de fluorescerende stof, heeft twee speciale eigenschappen: het fluoresceert alleen als de laser erop schijnt, en het begint pas met fluoresceren als het in aanraking komt met een kankergezwel. Door die twee eigenschappen te combineren met de laser wordt het mogelijk om een kankergezwel binnenin het lichaam helder te verlichten, aangezien een deel van de laserstralen dwars door de huid gaan. Het poortje zorgt ervoor dat de camera geen licht ziet wat door het lichaam is gaan ‘zwerven’ voordat het aan de andere kant naar buiten kwam. Dit heet verstrooiing en maakt de foto van het gezwel een stuk minder scherp.

Moeilijke tijd tegemoet

Om de opstelling te testen gebruiken de onderzoekers een doorzichtig kamertje dat ze tussen de laser en de camera in zetten. Hierin zetten ze een slapende muis, waarna ze de rest van de kamer vullen met water tot de nek van de muis. De muis heeft een tumor in de longen, wat een moeilijk orgaan is om met licht in beeld te krijgen. De resultaten spreken voor zich: duidelijke lichtgevende tumoren en aangetast weefsel, waarvan je ook nog de groei kunt volgen gedurende meerdere dagen.

Deze foto’s geven de longtumoren in een testmuis weer. De linkerfoto’s zijn horizontale doorsneden van de longen, van bovenaf bekeken. Foto’s F en G tonen de longen van zieke muizen, foto H van een gezonde muis. Groen oplichtende delen zijn fluorescent, daar zitten de tumoren. Daarnaast een foto van de longen buiten het lichaam: de bovenste long toont de fluorescerende tumor, de long eronder is van een gezonde muis.

Nu het in een long is gelukt, verwachten de onderzoekers dat ze de techniek zonder moeite kunnen ombouwen voor gebruik in bijvoorbeeld hoofd, lever en borsten. EPT geeft hoop voor kankerpatiënten die toch al een moeilijke tijd tegemoet gaan. Nu is het pas getest op muizen, maar zodra het ook voor mensen geschikt is hoeven patiënten niet meer opengesneden te worden om te bepalen hoe erg hun ziekte is.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 19 november 2008

NEMO Kennislink Agenda

NEMO Kennislink vertoont op deze plaats normaal gesproken wetenschappelijke activiteiten uit heel Nederland. Door de maatregelen tegen het nieuwe coronavirus zal daarvan een groot gedeelte worden afgelast. Omdat we geen achterhaalde informatie willen verspreiden, laten we voorlopig geen activiteiten zien.
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.