Wissenschaftler entwickeln ein neuartiges mikroperforiertes Instrument, mit dem man Krebszellen filtern kann. Die 3D-Mikrofabrikation von Nanoscribe ermöglichte ein schnelles Prototyping der Membran mit optimierter Geometrie und genau angepassten Porengrößen von etwa 12 µm. Die Erkenntnisse eröffnen neue Wege für die Untersuchung zirkulierender Tumorzellen in der Forschung, aber vermutlich auch bald in der klinischen Praxis.
Die Methoden für Diagnose, Therapie und Kontrolle von Krebs beruhen hauptsächlich auf Biopsien. Diese erfordern jedoch invasive chirurgische Eingriffe, bei denen eine Gewebeprobe zur weiteren Untersuchung entnommen wird. Ein neuartiges Instrument, entwickelt von Forschern vom Laboratory for Analysis and Architecture of Systems (LAAS-CNRS) zusammen mit der Cancer University Institute of Toulouse (IUCT) und dem Rangueil-Krankenhaus, ermöglicht nun erstmals eine sogenannte Flüssig-Biopsie auf Basis eines einfachen Bluttests.
Ziel dieses Projekts ist es, im Blutkreislauf zirkulierende Tumorzellen (CTCs, aus dem Englischen circulating tumor cells) zu isolieren. Diese Zellen lösen sich von festem Tumorgewebe ab und fließen im Blutstrom. Mit einem Nanoscribe-3D-Drucker stellten die Wissenschaftler eine komplexe mikroperforierte Membranstruktur her. Dank der äußerst präzisen Poren und des auf die Flüssigkeitsdynamik zugeschnittenen 3D-Designs des Mikrokäfigs kann das Gerät CTCs in in-vitro-Studien erfassen und isolieren.
Darüber hinaus stellten die Wissenschaftler die gleichen 3D-Mikrobauteile in metallisierter Form her, weil sich diese besser für die klinische Routine eignen als 3D-gedruckte Polymer-Mikrobauteile. Mit Hilfe mehrschichtiger elektrochemischer Abscheidung von Nickel wurde das metallische Mikrobauteil hergestellt. Die Struktur ist so klein, dass sie sich auf eine konventionelle medizinische Injektionsnadel montieren lässt. So konnte die Erfassung von im Blut zirkulierenden Tumorzellen in vivo validiert werden.
Das französische Start-up SmartCatch entwickelt auf Grundlage der im Forschungsprojekt entwickelten 3D-Mikrobauteile Produkte für die Flüssigbiopsie mittels CTC-Filterung. Zu ihren Lösungen gehört ein tragbares Produkt, das sich in etablierte Apheresegeräte intergrieren lässt, wie sie in Kliniken und Krankenhäusern üblicherweise zur Bluttrennung eingesetzt werden. Die CTC-Isolation kann in klinische Verfahren zur Echtzeit-Überwachung von Tumorzellen eingebettet werden. Dies ist angezeigt bei der Frühdiagnose, bei personalisierten Therapien und der Nachsorge von Krebsbehandlungen. Das Unternehmen wurde gemeinsam von Wissenschaftlern des LAAS-CNRS, Urologen des IUCT und der Uropole in Montauban gegründet.
Aktuell organisiert SmartCatch über WiSEED eine Finanzierung, um die weitere Entwicklung sicherzustellen. Wenn Sie dieses Projekt hierbei mit einem Voting unterstützen möchten, folgen Sie dem Link hier.
Mit der Designfreiheit und hohen Präzision von Nanoscribes 3D-Druckern lassen sich zahlreiche Anwendungen im biomedizinischen Bereich realisieren. Verschiedene wissenschaftliche Publikationen berichten über die Leistungsfähigkeit von 3D-Mikrostrukturen für biomedizinische Anwendungen, z.B. beim Tissue Engineering der Netzhaut, in der Krebsforschung, bei Cochlea-Implantaten und bei der Modellierung einer Blut-Hirn-Schranke für das Arzneimittel-Screening. Als einen weiteren Schritt in der Herstellung biokompatibler 3D-Mikrostrukturen stellte Nanoscribe kürzlich ein neues Druckmaterial vor: IP-Visio ist nicht zytotoxisch, zeigt eine sehr geringe Autofluoreszenz und eignet sich für die Herstellung hochpräziser 3D-Mikroteile für Anwendungen in den Biowissenschaften.
Lesen Sie den wissenschaftlichen Artikel zum Projekt in Medical Devices & Sensors: A novel 3D microdevice for the in vivo capture of cancer‐associated cells
