Mensen van bepaalde leeftijden of met bepaalde risicofactoren weten dat ze regelmatig kankerscreening nodig hebben. Mannen boven de 50 krijgen vaak prostaatonderzoeken, de blanke huid laat jaarlijks moedervlekken controleren en mensen met kanker in hun familiegeschiedenis kunnen ervoor kiezen om genetische tests te laten doen. Maar wat gebeurt er als een persoon geen duidelijke symptomen of risicofactoren heeft? In veel gevallen heeft kanker een ongelukkige manier om zowel patiënten als artsen te besluipen. In het ergste geval blijft het onopgemerkt totdat het latere stadia van metastase bereikt (stadium 3 en stadium 4), wanneer tumoren zich verspreiden naar nabijgelegen lymfeklieren, weefsels en organen of andere delen van het lichaam.
Gelukkig kan detectie snel zo eenvoudig worden dat het een onderdeel kan zijn van een jaarlijks lichamelijk onderzoek, samen met screening op diabetes en hoog cholesterol.
Op de recente TEDGlobal-conferentie in Rio de Janeiro debuteerde Miroculus, een startup die deels werd opgericht door microbiologen en datawetenschappers. Het apparaat, dat momenteel een prototype is, zal op tientallen kankers screenen door te zoeken naar biomarkers die bekend staan als microRNA's in gemakkelijk te trekken bloedmonsters.
Veel onderzoekers, waaronder Miroculus mede-oprichter Fay Christodoulou, hebben aangetoond dat microRNA's - kleine moleculen die bepalen hoe onze genen tot expressie worden gebracht en de werking van eiwitten in het lichaam - biomarkers zijn die kunnen wijzen op bepaalde soorten kanker, waaronder lymfoom en borst, prostaat en longkanker. In tegenstelling tot andere invasieve en langdurige kankerscreeningsmethoden, waaronder mammogrammen en biopsieën, kunnen artsen een microRNA-monster uit bloed nemen en dit gebruiken om kanker te vinden bij anders asymptomatische patiënten. In wezen fungeert de aanwezigheid van een enkel microRNA of een groepering ervan (het menselijk genoom heeft meer dan 2.000) als een vingerafdruk voor ziekte.
Als dat te mooi klinkt om waar te zijn, is dat omdat het tot nu toe is gebeurd. Hoewel microRNA-tests bestaan, vereisen ze grote, dure apparatuur, goed opgeleide lab-technici en geduld voor lange doorlooptijden. Eén longkankertest kost bijvoorbeeld bijna $ 6.400 en duurt zeven dagen om resultaten te retourneren. Wanneer Miroculus Miriam lanceert, kost het apparaat ongeveer $ 510 en kunnen verpleegkundigen het bedienen. Elke test kost slechts $ 150 en levert binnen 90 minuten resultaten op.
Volgens Chief Technology Officer Jorge Soto vertegenwoordigt Miriam een belangrijk buigpunt in microRNA-onderzoek. "Er is veel wetenschappelijke validatie [voor het nut van microRNA], " zegt hij, "maar er is niet veel klinische validatie. We staan aan het begin van een nieuwe golf die de klinische toepassing zal bestuderen. ”
Soto en Christodoulou ontmoetten elkaar in 2008, toen ze met hem haar idee deelde voor een apparaat dat microRNA zou kunnen vangen in een eenvoudig 'point-of-care apparaat'. Omdat microRNA-onderzoek al een 20 jaar oud veld is, was het team in staat om hun concept binnen een maand samen te brengen en binnen 18 maanden een prototype klaar te maken voor klinische proeven.
De Miroculus werkt in drie stappen: bemonsteren, reageren en analyseren. Ten eerste gebruikt een techneut of arts een standaardkit om RNA te extraheren uit een bloedmonster van één milliliter. Vervolgens plaatst hij of zij druppels van het geëxtraheerde monster in 96 putjes op een voorbereide plaat, bekend als een bioassay. Elk putje op de plaat is voorbehandeld met zijn eigen biochemische mix die is ontworpen om te reageren met een specifiek type microRNA. De technologie plaatst de plaat vervolgens in een vrijstaand apparaat dat de plaat van het licht afdicht en op de juiste temperatuur houdt om een reactie op te wekken. Als een bron gloeit, is het opgegeven mircoRNA aanwezig.
De technologie plaatst een smartphone bovenop het apparaat zodat de camera naar binnen kan kijken. (Latere versies van Miriam hebben hun eigen boordcomputer.) In de loop van 60 minuten maakt de camera een reeks foto's van de putten en sporen veranderingen - inclusief welke putten gloeien, hoe vaak en hoe intens. Gegevens worden voor analyse naar de cloud-server van Miroculus verzonden. Het vergelijkt die resultaten met bestaande gegevens om te bepalen of er patronen aanwezig zijn die op een bepaald type kanker kunnen wijzen.
Tot nu toe heeft het team long-, borst- en pancreaskanker bij muizen kunnen identificeren. De onderzoekers nemen ook deel aan een klinische proef in Duitsland met 200 menselijke borstkankerpatiënten.
Maar Miroculus zal uiteindelijk concurrentie hebben. Een soortgelijke onderzoeksinspanning in Japan, waarbij het National Cancer Center van het land betrokken is, heeft als doel om binnen vijf jaar een vergelijkbaar product op de markt te brengen. Het werk van de groep zal bloedmonsters van ongeveer 6500 patiënten analyseren om de microRNA-handtekeningen van 13 soorten kanker te herkennen.
Hoewel deze methoden veelbelovend zijn, waarschuwen experts dat we nog steeds meer gegevens nodig hebben om de microRNA-diagnose zo waterdicht te maken als Miroculus plant. Eenvoudige dingen zoals een verkoudheid of het nemen van een aspirine kunnen de aanwezigheid van microRNA in het bloed beïnvloeden, legde Muneesh Tewari van het Fred Hutchinson Cancer Research Center uit aan Wired . Daarom is het uitbouwen van Miroculus's database met referentiepunten net zo belangrijk als de nauwkeurigheid van de bioassay zelf.
In de komende maanden zal Miroculus Miriam vrijgeven aan farmaceutische fabrikanten, die het zullen gebruiken om de effectiviteit van nieuwe medicijnen te testen. Het is een quid-pro-quo arrangement, waarin Miroculus ook de voordelen van die gegevens zal plukken om het systeembegrip van microRNA-patronen verder uit te bouwen. "De populaties voor die onderzoeken worden gecontroleerd, " zegt Soto, "dus ze zullen betere gegevens verstrekken." Hij schat dat het drie tot vijf jaar zal duren voordat een product de FDA voor klinische diagnose zal vrijgeven.
Sinds de presentatie van Soto op TED heeft het bedrijf andere wegen gevonden voor het verzamelen van gegevens. "We zijn door veel ziekenhuizen en monsterbanken benaderd om ons te vertellen dat ze zichzelf en hun gegevens willen aanbieden", legt hij uit. "We hebben ook interesse in proeven van over de hele wereld - van India tot Japan tot het Midden-Oosten tot Midden-Amerika en de VS Dat is heel krachtig voor ons, omdat het ons zal helpen onze doelen te bereiken."
