"Biomedicinsk tatuering" kan få cancer tidigt
Ofta upptäcks cancer oupptäckt tills dess avancerade stadier, när behandlingen blir mycket svår och utsikterna mindre lovande. Men forskare från Schweiz utvecklar ett implantat som kan varna "bärare" om förekomsten av cancer tidigt.
Nyligen har media översvämmas av nyheterna om ”smarta tatueringar” - utvecklade av forskare från Harvard University i Cambridge, MA.
De hjälper till att övervaka hälsan med hjälp av biokänsligt bläck som ändrar färg efter den modifierande sammansättningen av kroppens interstitiella vätska.
Nu har professor Martin Fussenegger - vid institutionen för biosystemsvetenskap och teknik vid Eidgenössische Technische Hochschule Zürich i Schweiz - tillsammans med ett forskargrupp utvecklat prototypen till en annan sådan "tatuering" för ett exakt syfte: att upptäcka eventuell förekomst av cancer celler tidigt.
Många typer av cancer diagnostiseras sent, vilket minskar effektiviteten i behandlingen och kan innebära att människor sannolikt inte kommer att se positiva långsiktiga hälsoresultat.
"Tidig upptäckt ökar risken för överlevnad avsevärt", förklarar professor Fussenegger och tillägger:
”Till exempel, om bröstcancer upptäcks tidigt är chansen att återhämta sig 98 procent; om tumören diagnostiseras för sent har dock endast 1 av 4 kvinnor en god chans att återhämta sig. “
”Nuförtiden” fortsätter han, ”människor går vanligtvis till läkare först när tumören börjar orsaka problem. Tyvärr är det ofta för sent. ”
Prof. Fussenegger och teamet tror att denna situation i framtiden kan förbättras avsevärt av det specialiserade hudimplantat som de har utformat - som de kallar en "biomedicinsk tatuering".
Deras biomedicinska tatuering är inställd på att känna igen fyra av de mest utbredda typerna av cancer - som också ofta upptäcks sent - nämligen: bröstcancer, lungcancer, prostatacancer och koloncancer.
Forskarna har genomfört en genomförbarhetsstudie, där de testade effektiviteten och noggrannheten för sin prototyp på möss och på svinhud.
Deras resultat, som hittills har varit lovande, publiceras i tidskriften Vetenskaplig translationell medicin.
Hur implantatet fungerar
I de tidigaste stadierna av cancerutveckling blir blodnivåerna av kalcium superhöjda i ett fenomen som kallas ”hyperkalcemi”. Studier har rapporterat att 30 procent av individer som diagnostiserats med en form av cancer har en förhöjd kalciumkoncentration i sina system.
Implantatet består av en serie ”genetiska komponenter” som införlivas i kroppsceller; när det väl har satts in under huden kan det övervaka kalciumnivåerna i blodet.
Om dessa nivåer spikar onormalt skulle melanin - som är kroppens naturliga pigment - "översvämma" de genetiskt modifierade cellerna och ge dem en brun mullvad. Således skulle "bäraren" varnas mycket tidigt om alla talande tecken på cancer.
"En implantatbärare bör då träffa en läkare för ytterligare utvärdering efter att mullvaden dyker upp", säger professor Fussenegger.
”Mullvaden betyder inte att personen troligen kommer att dö snart”, tillägger han. Tvärtom bör transportören helt enkelt ta det som ett tidigt tecken på att de kan behöva kontrollera sin hälsotillstånd.
Implantatet "är främst avsett för självövervakning, vilket gör det mycket kostnadseffektivt", som professor Fussenegger konstaterar.
Men om en person inte vill bli utsatt för den potentiella påfrestningen att en konstgjord "mullvad" kan "tändas" när som helst och eventuellt signalera cancer, skulle de ha ett annat alternativ.
Prof. Fussenegger och kollegor har också utvecklat en alternativ implantatstil, där den färgade markören för hyperkalcemi bara blir synlig under ett speciellt rött ljus, som liknar begreppet "osynligt bläck".
Detta innebär att implantatbäraren skulle behöva en "regelbunden kontroll [som] skulle kunna utföras av deras läkare", säger professor Fussenegger.
Kommande prövningar och prövningar
Testerna hittills har bekräftat att implantatet är tillförlitligt som ett diagnostiskt hjälpmedel, men det har vissa nackdelar. Huvudproblemet är att den inte har en lång "hållbarhet", så den måste uppdateras upprepade gånger.
"Inkapslade levande celler håller i ungefär ett år", konstaterar professor Fussenegger, "enligt andra studier. Därefter måste de inaktiveras och bytas ut. ”
En annan fångst är att detta implantat ännu inte är en tidig prototyp och mycket mer forskning behövs innan det kan testas på människor. Vägen till att göra den biomedicinska tatueringen tillgänglig för användning är lång och mödosam.
”Framtida utveckling och i synnerhet kliniska prövningar är mödosamma och dyra, vilket vi som forskargrupp inte har råd med,” förklarar professor Fussenegger och erkänner att den totala forskningsprocessen kan ta mer än ett decennium att slutföras.
Men väntan och ansträngningen, tillägger han, är definitivt värt det, eftersom detta är ett koncept som kan anpassas så att det kan hjälpa till att diagnostisera en uppsjö av olika tillstånd - från neurodegenerativa sjukdomar till hormonella störningar - tidigt.
