Zie hoe wetenschappers een tumor uitrollen alsof het een wc-rol is

Elke tumor is uniek. Het resultaat van een specifieke cocktail genetische fouten. Onze behandeling van kanker vertrouwt nog grotendeels op de tactiek van de verschroeide aarde: we bombarderen het lichaam met straling en chemicaliën, in de hoop dat het werkt.

Nu zeggen wetenschappers van de Universiteit van Toronto dat ze een doorbraak hebben bereikt op het gebied van persoonlijke kankerbestrijding. Het is echt ontzettend smerig. Het komt erop neer dat ze een manier hebben gevonden om een hele tumor te laten groeien op een plat strookje papierachtig materiaal. Ze kunnen hem op- en afrollen als een rol wc-papier. Ze zeggen dat het voelt als een nat papieren handdoekje.

Door deze opgerolde kankerstrookjes van het eigen genetische materiaal van de patiënt te maken, kunnen ze er in prikken en porren, en hopelijk een behandeling vinden voor de echte tumor in de patiënt zelf.

"Je kunt een medicijn aan de rol toevoegen, en hem daarna uitrollen om te zien op welke diepte de tumor het sterkst reageert," zegt Darren Rodenhizer, Ph.D. student chemische technologie en hoofdauteur van het onderzoek. "We stelden het model bloot aan straling. We zagen dat de cellen aan de buitenkant daar niet tegen konden. Maar de cellen in het midden van de rol konden de therapie weerstaan."

Video van de Universiteit van Toronto. GIF door de auteur.

Dit is hoe het werkt: een strook poreus materiaal wordt eerst gecoat in collageen – het eiwit waar gelatine van gemaakt is – en kankercellen. Daarna wordt de strook een dag in een voedingsbodem gehangen. Na die dag wordt het hele ding rond een metalen kern gewikkeld, om het daarna nog een paar dagen te laten groeien. Uiteindelijk heb je in het lab een tumor gemaakt die veel lijkt op toiletpapier.

Een uitleg met meer detail kun je in het onderzoek vinden, gepubliceerd in Nature Materials.

Meestal worden tumoren voor dit soort onderzoeken gekweekt op petrischaaltjes, maar dat levert een probleem op: in een echte tumor hebben cellen in het midden minder zuurstof en toegang tot voedingsstoffen. Die subtiele verschillen zijn moeilijk na te maken op een platte schaal. Met een andere aanpak worden kankercellen op een soort poreuze bouwsteentjes gekweekt. Dat geeft wel een 3D-model met verschillende zuurstofniveaus, maar de onderzoekers moeten dan elk losse blokje op dezelfde plaats kunnen houden.

Het opgerolde strookje is in feite een 3D-model dat je in 2D kunt uitrollen. De cellen krijgen steeds minder zuurstof naarmate je dichter bij de kern komt. Hierdoor is het makkelijker te analyseren, en is het een zegen voor onderzoek naar wat een normale cel laat veranderen in een kankercel.

"We kunnen de basale celstructuur en biologie van de tumor onderzoeken," zegt Rodenhizer. "Je kunt deze tumoren kweken en ze uitrollen om de eigenschappen van de cellen op elk niveau te bekijken. Die cellen kun je dan koppelen aan de omgeving van die laag: hoeveel zuurstof er was en hoeveel glucose, dat soort dingen."

Persoonlijke kankerbehandeling is een groeiend veld. Bij Mount Sinai Hospital in New York, verandert Dr. Ross Cagan fruitvliegjes om dezelfde genetische afwijkingen te hebben als individuele kankerpatiënten. Daar kunnen dan kankerbehandelingen op getest worden. Een iets minder enge aanpak is de database van genetische afwijkingen die dokters van het MD Anderson Cancer Center's Institute for Personalized Cancer Therapy vergelijken met patiëntenprofielen.

Maar, er gaat niets boven een echte tumor.