Krebs im Visier: Innovative neue Laser-Technik entlarvt Tumorzellen

Wissenschaftler der University of Michigan haben eine innovative Methode entwickelt, um Krebszellen im Blut zu erkennen, ohne sie dabei zu zerstören. Diese neue Technik könnte die Krebsforschung und -diagnostik erheblich voranbringen.

KI-Laser entlarvt lebende Krebszellen im Blut

Krebszellen, die sich von einem Tumor lösen und im Blutkreislauf zirkulieren, spielen eine entscheidende Rolle bei der Ausbreitung von Krebs im Körper. Diese zirkulierenden Tumorzellen frühzeitig zu erkennen, kann für die Diagnose und Behandlung von Krebs von großer Bedeutung sein. Forscher der University of Michigan haben nun eine innovative Methode entwickelt, um diese Zellen im Blut aufzuspüren, ohne sie dabei zu zerstören.

"Bisherige Techniken beinhalten oft Methoden, die letztlich die Krebszellen abtöten und uns so daran hindern, diese Zellen für weitere Untersuchungen zu nutzen", erklärt Sunitha Nagrath, Professorin für Chemieingenieurwesen an der University of Michigan. "Uns wurde klar, dass wir einen alternativen Weg finden mussten, um zirkulierende Tumorzellen zu identifizieren, während sie noch am Leben sind."


Die Lösung fanden die Forscher laut Veröffentlichung in Biosensors and Bioelectronics in einer Kombination aus Zelllaser-Technologie und künstlicher Intelligenz. Bei dieser Methode werden die Zellen zunächst durch ein kreisförmiges Labyrinth geleitet, das größere Tumorzellen von kleineren Blutzellen trennt. Anschließend werden die Zellen mit einem speziellen Farbstoff markiert, der den Zellkern anfärbt - ein wesentlicher Bestandteil aller Zellen.

Markiert und abgeschossen

Die markierten Zellen werden dann zwischen zwei Spiegeln platziert. Ein Laser wird auf jede Zelle gerichtet, bei ausreichend starker Anregung emittieren die Zellen das Laserlicht. Das ausgesendete Licht ist nicht nur stärker als bei herkömmlichen Fluoreszenzmethoden, sondern liefert auch detailliertere Informationen über die Struktur der Zelle.

Bei der Fluoreszenzemission sehen die Zellen wie leuchtende Kugeln aus. Mit einem Laser kann man jedoch verschiedene Formen sehen, die Aufschluss darüber geben, wie die DNA in den Krebszellen organisiert ist.

Um die feinen Unterschiede in den Lichtmustern zu analysieren, entwickelte das Team ein KI-Modell namens "Deep Cell-Laser Classifier". Dieses Modell kann Krebszellen mit einer beeindruckenden Genauigkeit von 99% erkennen. Bemerkenswert ist, dass das System, obwohl es mit Pankreaskrebszellen trainiert wurde, auch Lungenkrebszellen identifizieren kann.

Die neue Methode eröffnet vielversprechende Möglichkeiten für die Krebsforschung. Da die Zellen lebendig bleiben, können Wissenschaftler nun die Eigenschaften einzelner Tumorzellen genauer untersuchen, was zu einem besseren Verständnis der Krebsentwicklung und möglicherweise zu gezielteren Therapien führen könnte. Besonders bei aggressiven Krebsarten wie Pankreaskrebs, die oft erst spät erkannt werden, könnte diese Technologie einen entscheidenden Beitrag zur Früherkennung und Behandlung leisten.


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