Doodvriezen van kankerweefsel kan borstkankerpatiënten in ontwikkelingslanden helpen

Dick Schrauwen [1]

Een nieuw herbruikbaar apparaat gemaakt door de Johns Hopkins University [3] kan vrouwen met borstkanker in ontwikkelingslanden helpen. Het apparaat gebruikt kooldioxide in plaats van argon voor het bevriezen – doodvriezen - van kankers. CO2 is een algemeen verkrijgbaar en betaalbaar gas in tegenstelling tot tot het gebruikelijke, dure en specialistische argon.

De studie die de doeltreffendheid van het nieuwe apparaat aantoont, werd recent gepubliceerd in PLOS One [2].

"Innovatie in kankerzorg betekent niet altijd dat je een geheel nieuwe behandeling hoeft te ontwikkelen. Innovatie is ook mogelijk door een reeds bewezen therapie zodanig te herontwerpen dat die toegankelijk wordt voor de gehele wereldbevolking", zegt Bailey Surtees, een recent afgestudeerd biomedisch ingenieur bij de Johns Hopkins University [3] en de eerste auteur van de studie.

"Dit project is een opmerkelijk voorbeeld van het succes van het programma "Biomedical Engineering Design", zegt Nicholas Durr, universitair docent biomedische technologie bij Johns Hopkins en senior auteur van de studie. "Het succes van ons studententeam schuilt in de praktische oplossing van het probleem omdat ze echt doordrongen waren van de voorwaarden waaraan hun oplossing moest voldoen.

Borstkanker is de kanker die wereldwijd de meeste levens eist. Vooral vrouwen in de lagere inkomenslanden worden getroffen. Het overlevingspercentage voor vrouwen in de Verenigde Staten is meer dan 90%. Dit percentage is significant lager in andere landen. Voorbeelden: Saoedi-Arabië 64%, Oeganda 46% en de Gambia 12%.

Surtees: ”De ‘locals’ in de focusgroepen waarmee we in het kader van de studie werkten, zeiden niet 'Ze heeft borstkanker' maar 'Ze heeft de dood'. In veel gemeenschappen wordt borstkanker gezien als een doodstraf.”

In landen met een laag inkomen zijn er weinig of geen de belangrijkste belemmeringen voor de behandeling van borstkanker zijn het gebrek aan opties. Chrurgie, chemotherapie en bestraling zijn onpraktisch of te duur. Reistijden naar regionale ziekenhuizen die een effectieve behandeling bieden, zijn lang. Zelfs als een vrouw voor behandeling naar een ziekenhuis zou kunnen gaan, is het de vraag of ze geholpen wordt. Vindt er behandeling plaatst, dan kan ze een paar weken niet werken.

Het kapot maken van kankerweefsel met koude - cryoablatie[ 4] genoemd - heeft in ontwikkelingslanden de voorkeur boven het operatief verwijderen van tumoren. Tumorbevriezing vereist geen anesthesie of een steriele operatiekamer. Daardoor kunnen kleine, lokale klinieken de procedure uitvoeren. Ook is de ingreep minimaal invasief. Daardoor zijn er vrijwel geen complicaties (pijn, bloeding) en is de hersteltijd kort.

Op dit moment is cryoablatie echter te duur. De kosten van één behandeling zijn meer dan 10000 USD. Dat komt omdat argongas wordt ingezet om weefseldodende ijskristallen te vormen. Argon is duur. Bovendien is Argon in ontwikkelingslanden nauwelijks voorhanden.

Vanuit deze hindernissen wilde het team - met de naam ‘Kubanda’ , dat `koud` betekent in Zulu - een instrument ontwikkelen voor het doodvriezen van kankerweefsel op basis van koolstofdioxide. Koolstofdioxide is op grote schaal beschikbaar – ook in rurale gebieden. CO2 is immers een bestanddeel van populaire frisdranken (cola, sinas, 7up, ..).

Het onderzoeksteam testte hun hulpmiddel in drie experimenten om na te gaan of het apparaat voldoende koude kan aanmaken om succesvol borsttumorweefsel in mensen te doden.

In het eerste experiment testte het team hun apparaat op potten met ECHO-gel [5]. Deze gel bootst thermodynamisch gezien menselijk borstweefsel na. Het experiment had tot doel om na te gaan of het apparaat de vereiste bevriezingstemperaturen in het weefsel kon halen en dat daarin consistent welgevormde ijskristallen veroorzaakte en haalde kon bereiken die het weefsel doden. In alle onderzoeken vormde het apparaat voldoende grote ijsbollen en bereikte het temperaturen onder de minus 40 graden Celsius. Deze waarden komen overeen met de bevriezingstemperaturen in vergelijkbare apparaten die ingezet worden in de Verenigde Staten.

Voor het tweede experiment behandelde het team 9 ratten met 10 borsttumoren. Daarna bekeken ze het weefsel onder een microscoop en bevestigden dat het hulpmiddel in 85% van de gevallen de tumoren inderdaad had opgeruimd..

Ten slotte testte het team het vermogen van het hulpmiddel om temperaturen te bereiken die koud genoeg om een normale varkenslever te vernietigen. Een varkenslever is qua temperatuur vergelijkbaar met een menselijke borst. Het apparaat bleek in staat om gedurende het hele experiment voldoende koude te produceren om het doelwitweefsel te doden.

Durr: "Toen we aan het project begonnen, vertelden experts ons dat het onmogelijk was om voldoende weefselvolume aan te pakken met koolstofdioxide. Deze overtuiging kan zowel afkomstig zijn van de starheid in het veld als van onvoldoende focus op het belang van het verlagen van de kosten.

Hoewel de resultaten veelbelovend zijn, vereist het apparaat nog steeds extra experimenten voordat het gereed is voor communicatie. In de nabije toekomst wil het team het apparaat uitproberen op mensen en huisdieren .
Verwijzingen

[1] Bewerking van onderstaand persbericht
- https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-07/jhu-cta071219.php

[2] Publicatie
- http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0207107

[3] John Hopkins University
- https://www.jhu.edu/

[4] Cryoablatie
- https://www.kanker.nl/soorten-behandelingen/interventieradiologie/cryoablatie/wat-is-cryoablatie

Juli 2019