Un chip integrado para detectar células tumorales circulantes en sangre extraída de pacientes con cáncer de próstata. (Crédito de la imagen:Dr. Libi Zhao y Xiaowen Xu)
(PhysOrg.com) - Células tumorales circulantes, que juegan un papel crucial en la metástasis del cáncer, han sido conocidos por la ciencia durante más de 100 años, y los investigadores se han esforzado durante mucho tiempo por rastrearlos y capturarlos. Ahora, un equipo de investigación de UCLA ha desarrollado un dispositivo innovador basado en tecnología de nanoescala similar al Velcro para identificar y "agarrar" de manera eficiente estas células tumorales circulantes, o CTC, en la sangre.
La metástasis es la causa más común de muerte relacionada con el cáncer en pacientes con tumores sólidos y ocurre cuando estas células tumorales merodeadores abandonan el sitio del tumor primario y viajan a través del torrente sanguíneo para establecer colonias en otras partes del cuerpo.
El estándar de oro actual para determinar el estado de la enfermedad de los tumores implica la biopsia invasiva de muestras de tumores, pero en las primeras etapas de la metástasis, a menudo es difícil identificar el sitio de una biopsia. Al capturar CTC en muestras de sangre, los médicos pueden realizar esencialmente una biopsia "líquida", permitiendo la detección y el diagnóstico precoces, así como un mejor seguimiento de la progresión del cáncer y las respuestas al tratamiento.
En un estudio publicado este mes y que aparece en la portada de la revista Angewandte Chemie, los investigadores de UCLA anuncian la exitosa demostración de esta tecnología "nano-Velcro", que diseñaron en un chip de microfluidos de 2,5 por 5 centímetros. Se demostró que esta tecnología de captura de CTC de segunda generación es capaz de enriquecer de forma muy eficaz las CTC raras capturadas en muestras de sangre extraídas de pacientes con cáncer de próstata.
Un chip integrado para detectar células tumorales circulantes en sangre extraída de pacientes con cáncer de próstata. (Crédito de la imagen:Dr. Libi Zhao y Xiaowen Xu)
El nuevo enfoque podría ser incluso más rápido y económico que los métodos existentes. y captura un mayor número de CTC, dijeron los investigadores.
Los pacientes con cáncer de próstata fueron reclutados con la ayuda de un equipo clínico dirigido por los médicos Dr. Matthew Rettig, del Departamento de Urología de UCLA, y el Dr. Jiaoti Huang, del Departamento de Patología y Medicina de Laboratorio de UCLA.
La nueva tecnología de enriquecimiento de CTC se basa en el desarrollo anterior del equipo de investigación de la tecnología 'fly-paper', esbozado en un artículo de 2009 en Angewandte Chemie. La tecnología involucra un chip de silicio cubierto de nanopilares cuya "pegajosidad" resultó de la interacción entre los nanopilares y las nanoestructuras en las CTC conocidas como microvellosidades, creando un efecto muy parecido al de la parte superior e inferior del Velcro.
El nuevo, El dispositivo de segunda generación agrega un canal de microfluidos superpuesto para crear una ruta de flujo de fluido que aumenta la mezcla. Además del efecto de velcro de los nanopilares, la mezcla producida por la arquitectura del canal de microfluidos hace que los CTC tengan un mayor contacto con el piso cubierto de nanopilares, mejorando aún más la eficiencia del dispositivo.
"El dispositivo presenta un alto flujo de muestras de sangre, que viajan a mayor velocidad (relámpago), "dijo el autor principal del estudio, el Dr. Hsian-Rong Tseng, profesor asociado de farmacología molecular y médica en el UCLA Crump Institute for Molecular Imaging y el California NanoSystems Institute en UCLA.
"Las células rebotan hacia arriba y hacia abajo dentro del canal, se estrellan contra la superficie y quedan atrapadas, "explicó el Dr. Clifton Shen, otro autor del estudio.
Las ventajas del nuevo dispositivo son significativas. La tasa de captura de CTC es mucho mayor, y el dispositivo es más fácil de manejar que su contraparte de primera generación. También cuenta con un sistema más fácil de usar interfaz semiautomática que mejora el funcionamiento puramente manual del dispositivo anterior.
"Esta nueva tecnología CTC tiene el potencial de ser una nueva herramienta poderosa para los investigadores del cáncer, permitiéndoles estudiar la evolución del cáncer mediante la comparación de las CTC con el tumor primario y las metástasis a distancia que suelen ser letales, "dijo el Dr. Kumaran Duraiswamy, un graduado de UCLA Anderson School of Management que se involucró en el proyecto mientras estaba en la escuela. "Cuando llegue a la clínica en el futuro, esta tecnología de análisis de CTC podría ayudar a brindar un tratamiento y una gestión del cáncer verdaderamente personalizados ".
