Un ayuno Una técnica económica pero sensible para detectar marcadores de cáncer está acercando a los investigadores a una "biopsia líquida", una prueba que utiliza una pequeña muestra de sangre o suero para detectar el cáncer. en lugar del muestreo de tejido invasivo que se utiliza habitualmente para el diagnóstico.

Investigadores de la Universidad de Illinois desarrollaron un método para capturar y contar microARN asociados al cáncer, o pequeños trozos de moléculas mensajeras que se exudan de las células y se pueden detectar en la sangre o el suero, con resolución de una sola molécula. El equipo publicó sus resultados en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

"Las células cancerosas contienen mutaciones genéticas que les permiten proliferar sin control y evadir el sistema inmunológico, y algunas de esas mutaciones aparecen en microARN, "dijo el líder del estudio Brian Cunningham, un profesor de Illinois de ingeniería eléctrica e informática. Cunningham también dirige el Laboratorio de Micro y Nanotecnología Holonyak en Illinois.

"Hay moléculas de microARN específicas cuya presencia y concentración se sabe que están relacionadas con la presencia y agresividad de tipos específicos de cáncer, por lo que se conocen como biomarcadores que pueden ser la molécula objetivo de una prueba de diagnóstico, " él dijo.

El grupo de Cunningham desarrolló una técnica llamada Microscopía de absorción por resonador fotónico para capturar y contar biomarcadores de microARN. En colaboración con el profesor Manish Kohli del Moffitt Cancer Center en Florida, probaron PRAM en dos microARN que son marcadores conocidos del cáncer de próstata.

Descubrieron que era lo suficientemente sensible como para detectar pequeñas cantidades que estarían presentes en el suero de un paciente, pero también lo suficientemente selectivo para detectar el marcador entre un cóctel de moléculas que también estarían presentes en el suero.

"Uno de los principales desafíos de la biodetección es mantener la sensibilidad y la selectividad al mismo tiempo, "dijo Nantao Li, estudiante de posgrado y co-primer autor. "Quieres que sea lo suficientemente sensible como para detectar cantidades muy pequeñas, pero no quiere que recoja todos los ARN de la sangre. Quieres que esta secuencia específica sea tu objetivo ".

PRAM logra ambas cualidades al combinar una sonda molecular y un sensor de cristal fotónico. La sonda se empareja muy específicamente con un microARN designado y tiene una tapa protectora que se desprende cuando encuentra y se une al biomarcador objetivo. El extremo expuesto de la sonda puede unirse al sensor, produciendo una señal visible a través de un microscopio.

Cada sonda individual que se une envía una señal separada que los investigadores pueden contar. Esto significa que los investigadores pueden detectar cantidades mucho más pequeñas que los métodos tradicionales como la fluorescencia, que deben superar un cierto umbral para emitir una señal medible. Poder contar cada biomarcador también conlleva el beneficio adicional de permitir a los investigadores monitorear los cambios en la concentración del biomarcador a lo largo del tiempo.

"Con PRAM, vertimos una muestra en una solución y obtenemos una lectura en dos horas, "dijo el investigador postdoctoral Taylor Canady, co-primer autor del estudio. "Otras tecnologías que producen lecturas de una sola molécula requieren un procesamiento adicional y pasos adicionales, y requieren un día o más de espera. PRAM parece algo que podría ser mucho más factible clínicamente. Además, mediante el uso de una señal óptica en lugar de fluorescencia, algún día podríamos construir un dispositivo miniaturizado que no necesita un técnico de laboratorio capacitado ".

El enfoque PRAM podría adaptarse a diferentes microARN u otros biomarcadores, los investigadores dicen, y es compatible con las plataformas de microscopios existentes.

"Este enfoque hace que la idea de realizar una 'biopsia líquida' de moléculas relacionadas con el cáncer de baja concentración se acerque un paso más a la realidad, ", Dijo Cunningham." Este avance demuestra que es posible tener un método económico y de rutina que sea lo suficientemente sensible como para requerir solo una gota de sangre. Los resultados de la prueba pueden indicarle al médico si un régimen de quimioterapia está funcionando, si el cáncer de una persona está desarrollando una nueva mutación que la haría resistente a un fármaco, o si una persona que había sido tratada previamente por cáncer podría estar en remisión ".