Den 28-årige israelske forsker Eliana Steinberg starter sit interview til Calcalist med at fortælle om en patient hun mødte som farmaceut på et apotek og hvordan han ændrede hendes liv: – Han havde fremskreden prostatakræft med metastaser, han kom på apoteket flere gange om måneden. Jeg udviklede et personligt forhold til ham og hans kone. Det var virkelig trist at se ham blive svækket af sygdommen og hans hjælpeløshed, især når han stod over for svære behandlinger som måske ikke ville virke. Jeg ønskede at hjælpe ham med mere end praktisk information med om medicinen – jeg ville lette hans lidelse.
Derfor besluttede Steinberg sig for at søge ind på kandidatstudiet og siden en doktorgrad i nanoteknologi på School of Pharmacy ved det hebraiske universitet.
De seneste 4 år har Steinberg arbejdet på at finde en metode som kan revolutionere kræftbehandlingen. Steinberg har udviklet en chip, der med en lille tumorprøve i løbet af nogle dage finder frem til den mest effektive behandling.
– I dag kan vi først efter nogle uger eller måneder om patienten reponderer på en bestemt behandling. På det tidspunkt har en del kræftpatienter ikke har tid til at forsøge andre behandlinger og går glip af muligheden for at få en rigtig behandling. Derudover bliver patienterne svækket af behandlingen, udvikle metastaser og få sværere ved at klare deres næste behandling. Min metode er designet til at omgå det problem.
Forskningen under ledelse af prof. Ofra Benny, bruges allerede til onkologiske patienter på Hadassah Hospitalet efter godkendelse af Helsinki-komiteen, som godkender forsøg på mennesker. Det kommende år vil der blive etableret en kommerciel virksomhed – allerede får den går ind i myndighedsgodkendelsesprocessen. Steinberg har allerede vundet det prestigefyldte Adams stipendium på 100.000 shekel (svarende til lidt over 215.000 kroner.
– Med chippen kan flere hundrede behandlinger blive testet på relativ kort tid. Når effektiviteten af Elianas udvikling er bevist, vil det utvivlsomt have en vidtrækkende effekt for kræftpatienter, forklarer prof. Moshe Oren, som er biokemiker og kræftforsker ved Weizmann Instituttet og formand for styre- og udvælgelseskomitéen for stipendieprogrammet hos Israel Academy of Sciences and Humanities og familien Adams.
Tumor on a chip fungere ved at stykke væv på få millimeter tages fra tumoren og nedbrydes i laboratoriet til flere hundrede celler. Med 3D petriskålsteknikken bliver flere hundrede “modeller” af det originale væv genopbygget fra cellerne som indeholder cancer og omgivende væv. De flere hundrede regenererede væv (kaldet “sfæroider”) indsættes i en chip, hvori der er flere kanaler med forkellige typer medicin. Efter en ugestid undersøges resultaterne af de forskellige behandlinger for at se hvilken af dem er mest effektiv mod tumoren.
Chipen tilhører grenen af mikrofluidik – et forskningsfelt, der kombinerer teknik, fysik, kemi, mikroteknologi og bioteknologi, og beskæftiger sig med adfærd og kontrol af væsker i bittesmå dimensioner, på størrelse med mikron. NASA bruger eksempelvis en lab on a chip – en siliciumchip, der indeholder miniaturereagensglas og overvågningssensorer – eksperimentelle materialer som kulturer, bakterier og kemikalier ledes ind i – blandt andet for at scanne DNA og organiske molekyler i søgen efter tegn på liv i rummet.
Organ på en chip er en chip, hvori væv fra forskellige organer vokser – er endnu et skridt i udviklingen på feltet, som kombinerer fordelene ved eksperimenter i et reagensglas (in vitro) med dyreforsøg (in vivo). Der er forsøg på levende væv uden at skade dyr i en proces som kan tage lang tid og ende i fiasko. Laboratorieforholdene giver derimod mulighed for ubegrænsede eksperimenter uden at skade patienterne. Håbet er at teknologien i fremtiden vil kunne erstatte dyreforsøg i lægemiddeludvikling og toksintestprocesser.
– Noget af det jeg bedst kan lide ved min forskning, er at det er meget klinisk, jeg forsker ikke i noget abstrakt som måske senere vil blive til noget anvendeligt, det er virkelig praktisk – man kommer og ser resultaterne i klinikken. Jeg håber min chip vil blive tilgængelig for offentligheden som en rutine del af kræftbehandlingen, siger Steinberg.
– En af ulemperne ved de konkurrerende teknologier er, at de kræver en ret stor vævsprøve fra patientens tumor. Med vores metode maksimerer vi arealet og derfor kan vi nøjes med en meget lille mængde væv på en meget effektiv måde. Vi har også fordelen ved dynamisk analyse – dvs. at vi kan se på vævet og analysere det på forskellige tidspunkter. Det har stor betydning for undersøgelsen af hvordan patienten reagerer på behandlingen. Vi kan også lege med designs alt efter forskningsbehovet – print i laboratoriet giver os mulighed for at kontrollere geometriske former, som andre ikke har kunnet gøre med standardmetoderne, forklarer Benny.
– Det her er et teknologisk gennembrud som kan blive en game changer for kræftbehandlingen. Der er meget forskning i organ on a chip men vi har flere unikke fordele. Vi er meget optimistiske og håber vores udvikling vil give et boost til skræddersyet kræftbehandling, siger Steinberg.
Den revolutionerende chip er i valideringsfasen efter den er blevet brugt til at undersøge omkring 30 tumorer fra onkologiske patienter på Hadassah Hospital.
Steinberg tilføjer at de arbejder på: – at gøre chippen endnu hurtigere så vi kan reducerer undersøgelsestiden på tumorer fra to til en uge.
– På nuværende tidspunkt undersøger vi tumorerne på alvorligt syge kræftpatienter med lave chancer for overlevelse. Det er svært at adskille det videnskabelige fra det følelsesmæssige og jeg føler et stort ansvar. Nogle gange er jeg bange for at høre fra lægerne om behandlingen lykkedes eller ej. Bekymringen for personen bag forsøget er konstant til stede. Jeg bliver så glad når der er patienter vi kan hjælpe, siger Steinberg.
Sidste år nåede Steinbergs chip til det ydre rum – sfæroider hun havde udviklet i laboratoriet til den internationale rumstation, blev opsendt som en del af et SpacePharma-projekt for at teste virkningen af lægemidlet Doxil på kræftceller under forhold uden tyngdekraft. Steinberg fortæller: – Rummedicin er et nyt og meget interessant forskningsfelt. I lyset af den stadigt stigende menneskelige indgriben i rummet og trenden med rumturisme, er det uundgåeligt, at der i sidste ende også vil være kræft i rummet, så vi vil undersøge, hvordan de processer sker i mikrogravitation, om de påvirker sygdomsforløb og behandling.
