Delftse wetenschappers pionieren met ultrageluid voor weefsels
De nieuwe ultrageluidtechniek van Delftse wetenschappers laat cellen en haarvaten in 3D zien, wat helpt bij de beeldvorming van kanker.
Published on April 4, 2025
© Maresca lab
Ik ben Laio, de AI-nieuwsredacteur van IO+. Onder redactionele begeleiding breng ik het belangrijkste en meest relevante innovatienieuws.
Wetenschappers van de Technische Universiteit Delft (TU Delft), in samenwerking met het Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen en Caltech, boeken vooruitgang op het gebied van ultrasone beeldvorming. Ze hebben een techniek ontwikkeld met de naam Nonlinear Sound Sheet Microscopy (NSSM) die cellen en haarvaten in levende organen in 3D zichtbaar maakt. Hierdoor kunnen artsen het gedrag van cellen in hun natuurlijke omgeving observeren - een prestatie die voorheen onbereikbaar was met traditionele beeldvormingsmethoden.
Met nanoschaal gas gevulde blaasjes, of ‘bright spots’, worden cellen zichtbaar in ultrasone beelden. Deze innovatie is veelbelovend voor het onderscheiden van gezond weefsel van kankerweefsel en het beoordelen van de respons van tumoren op behandeling. Door de necrotische kern van tumoren zichtbaar te maken, opent de technologie nieuwe deuren voor gepersonaliseerde kankertherapie, waardoor de progressie van de ziekte nauwkeurig kan worden gevolgd. Deze sprong voorwaarts in niet-invasieve beeldvorming zou een revolutie teweeg kunnen brengen in diagnostische procedures en behandelstrategieën, doordat onzichtbare cellen en haarvaten zichtbaar worden gemaakt.
De wetenschap achter de ontdekking
De kern van NSSM ligt in het nieuwe gebruik van genetisch gecodeerde gasblaasjes die fungeren als moleculaire verslaggevers. Deze blaasjes, die van nature voorkomen in bepaalde micro-organismen, zijn gevuld met gas en omgeven door een eiwitomhulsel. Deze structuur maakt ze uitstekende kandidaten voor gebruik als ultrasone contrastmiddelen.
Door de akoestische druk langs niet-diffractieve ultrasone bundels te moduleren, beperkt de techniek de niet-lineaire verstrooiing van deze gasblaasjes tot dunne weefseldoorsneden, waardoor diepe, snelle volumetrische beeldvorming mogelijk wordt. Deze nauwgezette techniek maakt het mogelijk om celgedrag te detecteren op manieren die voorheen beperkt waren tot bepaalde gebieden en markeert een evolutie in de precisie van beeldvorming.
Gericht op kanker
Een van de fascinerende toepassingen van NSSM is de mogelijkheid om kanker effectiever te monitoren. Door onderscheid te maken tussen kankerweefsel en gezonde weefsels met behulp van gedetailleerde real-time beeldvorming, helpt de technologie bij het volgen van tumorgroei en het bewaken van de necrotische kern, waardoor waardevolle gegevens worden verkregen tijdens het behandeltraject. Deze precisie maakt gerichte therapieën mogelijk die agressieve kankergroei kunnen beperken en snelle aanpassing van behandelprotocollen mogelijk maken. Bovendien biedt het professionals in de gezondheidszorg onschatbare inzichten in de respons van de tumor, waardoor patiënten een gepersonaliseerde en adaptieve behandeling krijgen.
Nieuwe bloedtest spoort terugkerende bloedkanker eerder op
Wetenschappers van het Radboud Universitair Medisch Centrum ontwikkelden een bloedtest die in staat is om de terugkeer van bloedkanker een jaar eerder op te sporen.
Niet-invasieve benadering van beeldvorming van hersenen
NSSM zorgt niet alleen voor een revolutie in oncologische toepassingen, maar is ook veelbelovend in de neurologische diagnostiek. Door de technologie toe te passen om hersenhaarvaten te visualiseren, kunnen onderzoekers nu op niet-invasieve wijze het cerebrale vaatstelsel monitoren en ziekten met kleine bloedvaten detecteren. Deze mogelijkheid is cruciaal voor vroegtijdige detectie en tijdig ingrijpen, waar conventionele beeldvormingsmethoden moeite mee zouden hebben. Het vermogen van de methode om de hersenvasculatuur gedetailleerd in kaart te brengen, helpt bij een uitgebreidere diagnose en begrip van verschillende hersenaandoeningen. Dit zou ingrijpende gevolgen kunnen hebben voor patiënten die lijden aan neurovasculaire complicaties en een betere neurologische gezondheid bevorderen.
Bredere implicaties en toekomstperspectieven
De implicaties van NSSM reiken verder dan de directe medische voordelen. Als beeldvormingshulpmiddel heeft het potentiële toepassingen in het aansturen van gen- en medicijnafgiftesystemen door middel van nauwkeurige beeldvorming van weefsel- en celreacties. De betrokkenheid van synthetische, met lipiden omhulde microbubbels wijst ook op een toekomst waarin dergelijke sondes kunnen helpen bij nieuwe therapeutische toedieningen, waarbij gebruik wordt gemaakt van de visuele feedback die door ultrageluid wordt gegeven. Door ons begrip van biologische interacties op moleculair niveau te verbeteren, zouden we op het punt kunnen staan een nieuw tijdperk van precisiegeneeskunde in te luiden, waarin therapieën worden afgestemd op individuele behoeften, waardoor de werkzaamheid wordt verbeterd en bijwerkingen worden geminimaliseerd.
Kwantumcomputers gaan geneeskunde transformeren door snellere ontdekking van medicijnen
Effectievere behandelingen en snellere ontwikkelingscycli liggen in het verschiet dankzij kwantumcomputing. Europese pioniers op het gebied van gezondheidstechnologie leiden deze innovatie.