Las células cancerosas pueden desprenderse de un tumor y circular por la sangre. Hay pocas células cancerosas en comparación con los billones de células sanguíneas. Los métodos actuales para encontrar y extraer estas células tumorales circulantes (CTC) son costosos y pueden estar fuera del alcance de las instalaciones médicas en las áreas rurales.

Wei Li, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química de Texas Tech, está desarrollando una nueva tecnología que podría hacer posible extraer las células cancerosas circulantes de unos pocos mililitros de sangre extraídos de un paciente.

"Las células cancerosas pueden desprenderse del sitio del tumor y viajar a través de la sangre para encontrar un nuevo huésped, creando otro tumor, ", dijo Li." La detección temprana de estas células puede ayudar a los médicos a diseñar el tratamiento mucho antes. Y la detección temprana del cáncer es clave en las tasas de supervivencia ".

Chicos buenos vs chicos malos

Li, que llegó a Texas Tech en 2014, trabaja con burbujas de vidrio huecas que están recubiertas con una nanofilm especial que atrae las células cancerosas, pero no glóbulos. Se coloca una mezcla de células cancerosas en la sangre en un tubo de plástico que contiene la burbuja y se agita durante unos minutos. Las células cancerosas adheridas a las burbujas flotarán hacia la superficie, mientras que las células sanguíneas normales se hundirán hasta el fondo.

"El objetivo es capturar solo a los malos, las células cancerosas, ", dice." Mediante el uso de una capa de polímero especial en la parte superior de la burbuja hueca podemos evitar la captura de los buenos, las células sanguíneas normales ".

La tecnología de Li, junto con nuevas lentes de microscopio que se pueden conectar a un teléfono inteligente, podrían brindarles a los médicos, especialmente en zonas rurales y con financiación insuficiente, nuevo, opciones de diagnóstico más rápidas.

"Esta tecnología podría dar a los médicos un indicio temprano de que el cáncer se ha propagado, ", dijo." O puede ser posible tener una forma temprana de saber si los síntomas de un paciente podrían ser cáncer y el tratamiento debe determinarse de inmediato ".

En la actualidad, Se utilizan partículas magnéticas para cazar las CTC y un imán las extrae de la sangre. Esa tecnología es cara y generalmente se encuentra en las instalaciones médicas de las grandes ciudades. Otro inconveniente que dice Li es que este método puede producir resultados falsos positivos ya que las células sanguíneas normales también se adhieren a las partículas magnéticas. Su uso de recubrimientos poliméricos específicos que capturan solo células cancerosas reduce el número de falsos positivos.

El siguiente paso en la investigación de Li es colaborar con investigadores del Centro de Cáncer Suroeste del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad Tecnológica de Texas para aplicar esta tecnología a la sangre extraída de pacientes con cáncer actuales.

Preservación de células en muestra de sangre

Li también cree que su tecnología tiene otras aplicaciones más allá de la detección del cáncer. El mismo sistema podría preservar las células de interés de la sangre del paciente que deben enviarse a instalaciones médicas distantes para su análisis.

"Las grandes ciudades tienen instalaciones de prueba, ", dijo." Pero las áreas rurales a menudo no lo hacen. Es fácil sacar sangre en cualquier lugar pero hacerse algunas pruebas es otro asunto. Algunas pruebas deben realizarse dentro de las cuatro horas posteriores a la extracción de sangre ".

Las células de la sangre se degradan rápidamente, lo que dificulta su retención durante varias horas. Si el sistema de microburbujas de Li puede preservar las células de interés de la sangre durante períodos de tiempo más prolongados, la sangre se puede extraer en áreas remotas y las muestras de células se pueden enviar a instalaciones de prueba más grandes, ahorrando tiempo a los pacientes y gastos de viaje.

"Creemos que nuestro sistema de microburbujas podría conservar las células durante el tiempo suficiente para llevarlas a una instalación". ", dijo." Aún no lo sabemos, pero es la siguiente fase de nuestra investigación ".

Nano Arquitectura

Li se interesó en la investigación del cáncer mientras era investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Está formado como químico de polímeros. Un polímero es una gran molécula sintética o natural formada por muchas pequeñas moléculas repetidas que forman la base de cosas como el plástico.

"Trabajé en un laboratorio del MIT que buscaba desarrollar nuevos usos biomédicos, especialmente para el tratamiento del cáncer, ", dijo." Me interesé en ver si podíamos usar materiales a nanoescala para la administración de fármacos a los cánceres ".

Li comenzó a analizar la resistencia a los medicamentos de las células cancerosas y si las nanopartículas podrían usarse como portadores de medicamentos para las células que rechazan los medicamentos contra el cáncer. Li ha dedicado su enfoque de investigación recientemente a analizar el uso de nanomateriales para detectar el cáncer.

Si bien el trabajo de Li está sólidamente en el ámbito de la biomedicina, es ante todo un ingeniero. Él llama a su obra nanoarquitectura.

"Detrás de mi trabajo está la capacidad de diseñar nanofilms, ", dijo." La parte más importante de este trabajo es la nanopelícula que recubre las microburbujas de vidrio huecas. Estoy construyendo capa por capa, una película de ingredientes multifuncionales que capturará a los malos y rechazará a los buenos ".

La investigación de Li se detalla en una versión reciente en línea de la revista American Chemical Society Materiales e interfaces aplicados