Cancerceller kan spridas till andra delar av kroppen genom blodet. Och nu har forskare utvecklat en ny typ av laser som kan hitta och tappa tumörcellerna från utsidan av huden.
Även om det fortfarande kan vara ett långt ifrån att bli ett kommersiellt diagnostiskt verktyg, är lasern upp till 1 000 gånger känsligare än nuvarande metoder som används för att upptäcka tumörceller i blod, rapporterade forskarna 12 juni i tidskriften Science Translational Medicine.
För att testa för spridning av cancer tar läkare vanligtvis blodprover, men ofta misslyckas testen med att hitta tumörceller även om de finns i ett enda prov, särskilt om patienten har en tidig form av cancer, säger seniorförfattaren Vladimir Zharov, chef för nanomedicincentret vid University of Arkansas for Medical Sciences.
Om testen kommer tillbaka positivt, betyder det vanligtvis att det finns en hög koncentration av cirkulerande tumörceller i blodet; vid den tidpunkten har cancer troligen spridit sig till andra organ och det är ofta "för sent att effektivt behandla patienter", tillade Zharov.
För många år sedan kom Zharov och hans team på idén om en alternativ, icke-invasiv metod för att testa större mängder blod med en större känslighet. Genom att ta den bekanta vägen testade de den i labbet, sedan på djur och förde nyligen den till kliniska prövningar på människor.
Den nya tekniken, kallad cytofonen, använder pulser av laserljus på utsidan av huden för att värma upp celler i blodet. Men lasern värmer bara upp melanomceller - inte friska celler - eftersom dessa celler har ett mörkt pigment som kallas melanin, som absorberar ljuset. Cytofonen använder sedan en ultraljudsteknik för att upptäcka de teensiga, små vågorna som avges av denna uppvärmningseffekt.
De testade tekniken på 28 lätta hudpatienter som hade melanom och på 19 friska frivilliga som inte hade melanom. De lyste lasern på patienternas händer och fann att inom 10 sekunder till 60 minuter kunde tekniken identifiera cirkulerande tumörceller hos 27 av 28 av de frivilliga.
Hitta och döda tumörceller
Enheten gav inga falska positiva effekter på de friska frivilliga, och det orsakade inte säkerhetsproblem eller biverkningar, sade de. Melanin är ett pigment som normalt finns i huden, men hudceller skadas inte, sade Zharov. Trots att huden producerar melanin naturligt, skadar inte denna laserteknik dessa celler. Det beror på att laserljuset exponerar ett relativt stort område på huden (så det är inte tillräckligt fokuserat på enskilda hudceller för att skada dem), medan laserenergin är mer koncentrerad på blodkärlen och cirkulerande tumörceller, tillade han.
Oväntat fann teamet också att cancerpatienterna efter behandlingen hade färre cirkulerande tumörceller. "Vi använde en relativt låg energi" med det primära syftet att diagnostisera snarare än att behandla cancer, sade Zharov. Men även vid den låga energin verkade laserstrålen kunna förstöra cancercellerna.
Så här fungerar det: När melaninet absorberar värmen börjar vattnet runt melaninet inuti cellerna avdunsta, vilket ger en bubbla som expanderar och kollapsar och mekaniskt förstör cellen, sade Zharov.
"Vårt mål är genom att döda dessa celler, vi kan hjälpa till att förhindra spridning av metastaserande cancer," sade han. Men han hoppas kunna göra mer forskning för att optimera enheten ytterligare för att döda fler tumörceller, medan han fortfarande är ofarlig för andra celler.
De har inte ännu testat enheten på personer med mörkare hud, som har högre nivåer av melanin. Trots det är det bara en mycket liten andel afroamerikaner som får melanom.
Teamet hoppas kunna utöka tekniken för att hitta cirkulerande tumörceller frisatta av andra cancerformer än melanom. Dessa cancerceller bär inte melanin, så för att detektera dem skulle forskarna först behöva injicera patienterna med specifika markörer eller molekyler som binder till dessa celler så att de kan riktas av lasern. De har hittills visat att denna teknik kan fungera på mänskliga bröstcancerceller i labbet.
