Magnetische Zellseparation zirkulierender Tumorzellen (CTC)
Brustkrebs ist die häufigste Krebserkrankung bei Frauen, wobei die Bildung von Metastasen eine der größten Gefahren darstellt. Zirkulierende Tumorzellen (CTCs) spielen eine zentrale Rolle in diesem Prozess, da ihre Anzahl mit der Tumoraggressivität korreliert. Daher haben wir bei INNOVENT ein innovatives Verfahren zur Abreicherung von CTCs aus dem peripheren Blut entwickelt. Grundlage unseres Verfahrens ist die unspezifische Separation auf Basis der selektiven Wechselwirkung von Tumorzellen und Leukozyten, mit Carboxymethyl-Dextran (CMD) beschichteten Magnetit-Nanopartikeln. Dieses schonende Fließverfahren verbessert die Rückführung der gesunden Zellen an den Patienten und bietet einen vielversprechenden Ansatz zur Verbesserung der derzeitigen adjuvanten Therapien zur Bekämpfung von Mikrometastasen.
Brustkrebs ist die häufigste und aggressivste Krebserkrankung bei Frauen. Die größte Gefahr liegt nicht im Primärtumor, sondern in der Metastasierung lebenswichtiger Organe. Dieser Prozess umfasst das Loslösen von Tumorzellen, ihre Aufnahme in das Blut- und Lymphsystem und das Eindringen in andere Körperbereiche. CTCs spielen dabei eine zentrale Rolle, da sie Eigenschaften von Tumorstammzellen besitzen und Mikrometastasen bilden können. Ihre Anzahl korreliert mit der Aggressivität des Tumors und dem Risiko für Rezidivs. Daher stellen CTCs vielversprechende Ansatzpunkte zur Verbesserung der adjuvanten Therapie dar.
Das bei INNOVENT entwickelte Verfahren zur Abreicherung von CTCs aus dem peripheren Blut basiert auf einer unspezifischen magnetischen Zellseparation. Hierbei wird die selektive Wechselwirkung zwischen Tumorzellen und Leukozyten mit CMD beschichtete Magnetit-Nanopartikel ausgenutzt. Besonderheit des Verfahrens ist die effektive Trennung der Tumorzellen von den gesunden Zellen, was für eine Rückführung an den Patienten entscheidend ist. Um diese Rückführung sicherzustellen, wurde ein schonendes Fließverfahren mit Niedriggradientenabtrennung entwickelt. Über eine abschließende Analyse der Negativfraktion lässt sich eine Aussage über die verbleibende CETC-Belastung treffen.
Ablauf der magnetischen Zellseparation (Abb. 1)
• Blutentnahme und Trennung von Blutbestandteilen und Tumorzellen im Apheresesystem
• Rückführung von Erythrozyten und Blutplasma
• Zusatz von CMD-beschichteten Magnetit-Nanopartikeln zu den Leukozyten und Tumorzellen
• Unspezifische magnetische Zellseparation
• Rückgabe der Leukozyten an den Patienten
Das innovative Verfahren der magnetischen Zellseparation von CTCs vereint verschiedene Aspekte einzelner Methoden, ohne den wesentlichen Nachteilen dieser zu ausgesetzt zu sein. Bedeutende Vorzügen der magnetischen Zellseparation gegenüber anderen Verfahren sind:
• Effiziente und universelle Abreicherung zirkulierender Tumorzellen durch unspezifische magnetische Zellseparation
• Verbesserte Bioverfügbarkeit (reduzierte Toxizität) sowie Stabilität (verminderte Agglomeration) der Nanopartikel durch Carboxymethyl-Dextran Beschichtung
• Hohe Abreicherungsgrad der CTCs bei gleichzeitigem Erhalt der Leukozyten
• Wesentliche Vorteile gegenüber Antikörper-basierter Verfahren aufgrund der Unabhängigkeit epithelspezifischer Marker
• Breite Anwendbarkeit, Kosteneffizienz und Zeitersparnis
• Reproduzierbare Ergebnisse
Ziel der Entwicklung des Verfahrens zur magnetischen Zellseparation ist die Etablierung einer komplementären Methode zu konventionellen adjuvanten Therapieformen, um CTCs aus dem Blut abzureichern, ohne diese vollständig zu ersetzen.
