ENGINEERINGNET.BE - - Het onderzoek naar nieuwe kankerbehandelingen is meestal gericht op het aanvallen van snel delende kankercellen.
Het is echter veel gevaarlijker als kankercellen zich naar andere organen verplaatsen, ofwel uitzaaien c.q. metastase. Metastase is nog grotendeels onbegrepen, waardoor het nog niet goed is te voorkomen of te behandelen.
Onderzoeken hoe metastase werkt in mensen is lastig, omdat het op heel kleine schaal plaatsvindt. Slechts één of enkele kankercellen hoeven zich los te maken van de tumor, de bloedcirculatie in te gaan, en zich ergens anders te nestelen.
De omgeving van de primaire tumor wordt ook wel de tumor micro-omgeving genoemd. Hier is er vaak een lage hoeveelheid zuurstof, waardoor er in en rondom de tumor een verloop van lage naar hoge zuurstofconcentratie ontstaat, die kankercellen kan sturen.
Ook worden kankercellen beïnvloed door de extracellulaire matrix, een vezelachtig netwerk van eiwitten om cellen heen, dat weefsels structuur en stevigheid geeft. In tumoren verandert de stevigheid en vezelstructuur van deze matrix, wat uitzaaiing van kanker kan beïnvloeden.
Sleeboom ontwikkelde methoden om de invloed van zuurstof en de extracellulaire matrix te onderzoeken buiten het menselijk lichaam. Op basis van de microfluïdica, de wetenschap van het manipuleren van vloeistoffen op kleine schaal, ontwikkelde hij kleine apparaatjes die hij kon laten lijken op de tumor micro-omgeving.
In deze apparaatjes, die chips worden genoemd, kweekte hij kankercellen in kleine vloeistofkanaaltjes en kamertjes. Deze technologie staat bekend als ‘Cancer-on-a-chip’.
Om het effect van zuurstofverloop te onderzoeken, ontwikkelde Sleeboom eerst een chip waarin hij het zuurstofverloop kon beheersen. In deze chip kon hij kankercellen volgen, en liet hij zien dat een bepaald type borstkankercel aangetrokken wordt door lagere zuurstofconcentraties.
Vervolgens is deze techniek verder ontwikkeld, om na te gaan of ditzelfde gedrag ook te zien is als de cellen in een extracellulaire matrix zitten.
Sleeboom werkte aan een realistischere extracellulaire matrix dan nu wordt toegepast in onderzoek, beter lijkend op de matrix zoals die er uit ziet vóórdat kankercellen zich losmaken van de primaire tumor. Als kankercellen zich losmaken, moeten ze in het echt door een dun membraan heen breken, wat invasie genoemd wordt.
Daarom ontwikkelde Sleeboom een methode om kankercellen met zo’n membraan te omringen, voordat hij de cellen in de extracellulaire matrix stopt. Zo kon hij de eerste stap van metastase volgen: invasie.
De methode geeft onderzoekers de mogelijkheid om dit proces verder te onderzoeken, door bijvoorbeeld de samenstelling van de matrix te variëren. “Hopelijk leidt dit er in de toekomst toe dat we kankeruitzaaiing beter begrijpen of kunnen voorkomen”, aldus Sleeboom.
