Geur en longkanker

Uitademingsbiomarkers worden al vele jaren onderzocht bij kanker(1,2).

Het testen van de adem is een snelle, niet-invasieve methode die gebaseerd is op de aanwezigheid van specifieke vluchtige organische stoffen (VOC's) in uitgeademde lucht:

• De menselijke adem bevat meer dan drieduizend verschillende stoffen, waaronder een groot aantal vluchtige organische stoffen (VOC's).
  • uitgeademde VOC's kunnen afkomstig zijn van twee belangrijke bronnen: exogene vluchtige stoffen die aanwezig zijn in bemonsteringsmateriaal of ingeademd (of geabsorbeerd via de huid) en vervolgens uitgeademd worden en vluchtige stoffen die endogeen geproduceerd worden door verschillende biochemische processen, waaronder stoffen die vrijkomen tijdens het metabolisme van kankercellen.
  • Er zijn verschillende bewijzen dat metabolische routes in kankercellen andere vluchtige stoffen produceren (of in ieder geval een ander patroon) dan in niet-kankercellen. Deze effecten zijn waargenomen bij een groot aantal verschillende kankersoorten, waaronder longkanker, borstkanker en kwaadaardige melanomen.
    • de grote verscheidenheid aan verstorende bronnen maakt de toepassing van gestandaardiseerde ademhalingsmonsters en -analyse van cruciaal belang (1,2)
  • toepassing van systeembiologie en het gebruik van patroonherkenning om verschillende fenotype handafdrukken te definiëren is een recent ontwikkelde methode die zich richt op patronen in plaats van op individuele bestanddelen en is voorgesteld als een belangrijke en valide benadering voor kankeronderzoek (3)
    • kunstmatige reuksystemen (ook wel elektronische neuzen genoemd) zijn gebaseerd op patroonherkenning omdat ze complexe 'geurafdrukken' onderscheiden zonder individuele componenten te identificeren. Net als het menselijke olfactorische systeem genereert ook het elektronische systeem een 'geurafdruk' die kan worden vergeleken met eerder opgeslagen geurafdrukken.
      • publicaties hebben aangetoond dat ademmonsters van patiënten met longkanker en die van gezonde proefpersonen onderscheiden kunnen worden met behulp van elektronische neustechnologie
        • Het gebruik van een elektronische neus voor het opsporen van kanker biedt verschillende voordelen, maar heeft ook nadelen. Sterke punten zijn de hoge gevoeligheid, het gemak waarmee de test kan worden uitgevoerd en de draagbaarheid van de detector
        • beperkingen zijn onder andere verlies van gevoeligheid in de aanwezigheid van waterdamp of hoge concentraties van een enkel bestanddeel; sensordrift en het onvermogen om absolute kalibratie te bieden; relatief korte levensduur van sommige sensoren; de noodzaak om voor elke specifieke toepassing een aanzienlijke hoeveelheid methodeontwikkeling te doen; en het onvermogen om kwantitatieve gegevens te verkrijgen.
    • detectie van 'geurprints' door honden is ook toegepast
      • honden hadden een nauwkeurigheid van 99% in het discrimineren tussen geuren van uitgeademde adem van patiënten met longkanker en controles. Het stadium van de kanker, de leeftijd van de patiënten, het rookgedrag of de laatst gegeten maaltijd hadden geen invloed op de diagnostische prestaties van de hond (4)
      • een ander onderzoek evalueerde het vermogen van specifiek getrainde honden om monsters van longkankerpatiënten met verschillende tumorstadia te onderscheiden van gematchte gezonde controles (5)
        • bij gebruik van een combinatie van urine- en ademmonsters voorspelde de hond 40 van de 41 kankermonsters correct, wat overeenkomt met een algehele detectiegraad van kankermonsters van 97,6% (95% CI [87,1, 99,9%]).
          • met alleen urinemonsters behaalde de hond een detectiepercentage van 87,8% (95% CI [73,8, 95,9%])
          • met ademmonsters identificeerde de hond kanker correct in 32 van 41 monsters, wat resulteerde in een detectiepercentage van 78% (95% CI [62,4, 89,4%]).
        • De auteurs van het onderzoek concludeerden:
          • bekend uit de huidige literatuur dat adem- en urinemonsters VOC's dragen die wijzen op de groei van kanker
          • olfactorische detectie van longkanker door specifiek getrainde honden is zeer suggestief als eenvoudig en niet-invasief hulpmiddel om longkanker op te sporen

Referentie:

• (1) Horváth I, Lázár Z, Gyulai N, Kollai M, Losonczy G. Exhaled biomarkers in lung cancer. Eur Respir J 2009;34:261-75.
• (2) Szulejko JE, McCulloch M, Jackson J, McKee DL, Walker JC, Solouki T. Evidence for cancer biomarkers in exhaled breath. IEEE Sensors J 2010;10:185-210.
• (3) Wolkenhauer O, Auffray C, Baltrusch S, Blüthgen N, Byrne H, Cascante M, et al. Systeembiologen streven naar een betere integratie van systeembiologische benaderingen in nieuwe programma's voor kankeronderzoek. Cancer Res 2010;70:12-3.
• (4) Redactioneel. Longkanker. Longkanker 2010;68: 127-128.
• (5) Feil C, Staib F, Berger MR, Stein T, Schmidtmann I, Forster A, Schimanski CC. Snuffelhonden kunnen longkankerpatiënten identificeren uit adem- en urinemonsters. BMC Cancer. 2021 Aug 13;21(1):917.