Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur han creado una nueva plataforma con el potencial de extraer diminutos biomarcadores circulantes de enfermedades de la sangre de los pacientes. Así de simple, Una técnica rápida y conveniente podría ayudar a realizar diagnósticos de biopsia líquida, un procedimiento menos invasivo que el estándar de oro actual:las biopsias de tumores. Detalles de la nueva técnica, que utiliza equipo de laboratorio estándar, se informan esta semana en Biomicrofluidos .

Las vesículas extracelulares son mensajeros celulares que se pueden encontrar en la sangre. En el cáncer enfermedades cardiovasculares y de la sangre, Las vesículas transportan moléculas específicas relacionadas con enfermedades (biomarcadores) que pueden usarse para diagnosticar estas enfermedades. Sin embargo, es complicado aislar las vesículas de la sangre, porque son partículas minúsculas, solo 30-1, 000 nanómetros de tamaño.

Los métodos actuales de extracción son clínicamente tediosos, lento y costoso, con bajo rendimiento y baja pureza de extracto. En esta investigación, Los científicos utilizaron una técnica de centrifugación de microfluidos, donde un rotor en rotación genera presión, obligando a la muestra de sangre del paciente a fluir a través de canales microscópicos de un chip microfluídico especialmente diseñado. La fuerza centrífuga que impulsa esta extracción es similar a la fuerza G que se experimenta al montar en una montaña rusa. solo que mucho más fuerte.

Primero se agrega una muestra de sangre a la entrada del chip, y luego el chip se coloca en la plataforma centrífuga de separación y extracción de nanopartículas (μCENSE). A continuación, se carga μCENSE en una centrífuga de sobremesa de laboratorio estándar y se centrifuga. La sangre y las vesículas tardan menos de ocho minutos en separarse, y el extracto se puede sacar de la salida de virutas. Esto es cien veces más rápido que el método ultracentrífuga de alta velocidad que se ha utilizado en el pasado. La plataforma μCENSE fue diseñada para aumentar el campo de fuerza externo dentro de un radio más pequeño, minimizando la fuerza centrífuga y los requisitos de tiempo.

"Mientras hacemos girar el chip de microfluidos, la muestra en la entrada comienza a migrar o moverse hacia este canal curvo, "dijo Chwee Teck Lim, líder de estudio del equipo. "Una vez ahí, las fuerzas centrífugas comienzan a separar las vesículas más pequeñas de las partículas más grandes, porque las fuerzas que actúan sobre las vesículas de diferente tamaño son diferentes. Entonces, a medida que se mueven de entrada a salida, comienzan a separarse en diferentes zonas. Las partículas más pequeñas permanecen cerca de la pared interior del canal y las partículas más grandes se mueven hacia la pared exterior del canal, y esto los separa en dos salidas ". Este proceso es similar a cómo un separador gira para quitar la crema de la parte superior de la leche.

Una vez aisladas, el contenido molecular de las vesículas puede analizarse en busca de ciertos biomarcadores de enfermedades. Este proceso incluye examinar el contenido de ácidos nucleicos y proteínas. Para este estudio, El grupo demostró con éxito que el μCENSE era capaz de separar y enriquecer las vesículas del medio líquido expuesto a las células cultivadas en un laboratorio. mostrando que el biomarcador de proteínas para vesículas, CD63, era presente.

La plataforma μCENSE es muy versátil para múltiples manipulaciones a microescala, ya que el chip de microfluidos se puede rediseñar para la nanopartícula que se debe extraer.

En la actualidad, El grupo de Lim está desarrollando el diseño del chip prototipo para aumentar su rendimiento, y simplificar las pruebas clínicas. "Ya estamos considerando intentar realizar un ensayo con muestras clínicas de pacientes, "Dijo Lim. En última instancia, espera utilizar esta técnica para identificar qué biomarcadores serán útiles para detectar el cáncer.