Kankeranalyse via smartphone in slechts 45 minuten

Nieuwe app moet in staat zijn om kanker betrouwbaar te diagnosticeren

2015/04/16

Worden complexe procedures voor de diagnose van kanker snel overbodig? Amerikaanse onderzoekers onder leiding van Ralph Weissleder en Hakho Lee van het Massachusetts General Hospital in Boston, rapport in de „werkzaamheden“ de Amerikaanse National Academy of Sciences („PNAS“) van een nieuwe smartphone-app, met de analyse van bloed- en weefselmonsters bij kanker waarvan vermoed werd dat ze slechts 1,70 euro kostte. De kankerdiagnose-app zal voornamelijk worden gebruikt in ontwikkelingslanden en afgelegen regio's. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) zal het aantal nieuwe kankers per jaar wereldwijd tegen 2025 oplopen tot bijna 20 miljoen. Als gevolg hiervan is de behoefte aan goedkope diagnostische procedures groot.

App voor diagnose van kanker kan grote voordelen hebben voor mensen in ontwikkelingslanden
Het duurt minder dan 45 minuten om de bloed- en weefselmonsters voor kanker te analyseren. Bovendien is het even betrouwbaar als de gebruikelijke laboratoriumdiagnostiek en kost het slechts 1,70 euro. „De wereldwijde last van kanker, beperkte toegang tot pathologie in veel regio's en nieuwe cel screeningstechnologieën verhogen de behoefte aan kosteneffectieve, draagbare en snelle diagnostische benaderingen die beschikbaar zijn op de plaats van behandeling.“, verklaart de co-auteur van de studie, Cesar Castro van het Massachusetts General Hospital. „Het platform dat we hebben ontwikkeld, biedt essentiële mogelijkheden tegen uitzonderlijk lage kosten.“ De procedure kan ook worden uitgebreid tot infectieziekten, rapporteren de onderzoekers in het tijdschrift.

De applicatie maakt gebruik van de zogenaamde D3 (Digital difraction Diagnosis), worden behandeld bij de in hoofdzaak bloed- of weefselmonsters met specifieke antilichamen. Vervolgens worden de door de monsters genomen beelden via een smartphone naar een server verzonden en automatisch geanalyseerd. Om dit mogelijk te maken, ontwikkelden de onderzoekers een beeldvormende vergroting module - als een microscoop - die is uitgerust met een knop batterij en een LED-lichtbron en kan worden gemonteerd door middel van de clip voor de lens van de smartphone.

Voor de analyse van kanker wordt een bloed- of weefselmonster behandeld met microsferen. Deze hechten zich vast aan antilichamen tegen bepaalde kankermarkers. Het monster wordt vervolgens gefotografeerd via de vergrotingsmodule met de camera van de smartphone. Volgens de onderzoekers, de camera van een iPhone 4S (met een ruimtelijke resolutie van twee micrometers) kan 14 vierkante millimeter vangen met meer dan 100.000 cellen, wat aanzienlijk meer is dan in een microscoop.

De afbeelding wordt vervolgens gecomprimeerd en versleuteld verzonden naar een server, waaruit de karakteristieke brekingspatronen die door de kralen worden veroorzaakt, worden onderzocht. Bovendien scheidt het cellen en bolletjes in fracties van een seconde. Het resultaat wordt vervolgens teruggestuurd naar de smartphone. Het hele proces duurt minder dan 45 minuten.

Smartphone-app voor kankeranalyse is net zo betrouwbaar als pathologische onderzoeken
Eerst werd de app-procedure getest bij 25 vrouwen met verdenking op baarmoederhalskanker. De microsferen, die een diameter van vijf tot zeven micron hebben, droegen antilichamen tegen drie tumormarkers. Het D3-systeem classificeerde de monsters hetzij als kwaadaardig, tumorprecursoren of goedaardig en was even betrouwbaar als pathologische procedures.

In een andere test onderscheidde de smartphone-applicatie ook tussen patiënten met en zonder lymfoom. Ook in humaan papillomavirus variant (HPV) 16 en 18 genetisch materiaal dat baarmoederhalskanker kan veroorzaken, bleek het D3-systeem succesvol. „We verwachten dat het D3-platform de breedte en diepte van kankertests zal verbeteren op manieren die betaalbaar en duurzaam zijn voor mensen met beperkte middelen“, verklaart wit leer. „Door het gebruik van de wereldwijde doorbraak van de mobiele telefoon technologie, het systeem maakt het mogelijk de onmiddellijke triage van verdachte of een hoog risico gevallen, die helpt voorkomen vertragingen door beperkte pathologische processen in deze regio's en de noodzaak voor patiënten ouder dan weer verminderen voor de follow-up terugkeer.“ Reizen naar verre ziekenhuizen kan daarom met de nieuwe procedure worden vermeden.

De onderzoekers melden ook dat "de prijs van $ 1,80 in de toekomst nog verder zou kunnen dalen en dat het proces ruim zal worden geoptimaliseerd." Dus binnenkort ook kunnen analyseren voor ziekteverwekkers. Bovendien zijn de onderzoekers van plan om de resolutie van de module te verbeteren van de huidige 2 tot ongeveer 0,6 micron. Dit maakt de analyse mogelijk van alle celtypen zoogdieren, het staat verder in het dagboek. (Ag)