Figura 2:Concepto de tecnología de impresión molecular. Crédito:Universidad de Kobe
Los exosomas regulan la comunicación intercelular en los cánceres, y están llamando la atención como un posible biomarcador de cáncer. Un grupo de investigación japonés ha desarrollado un método muy sensible para detectar estos exosomas que potencialmente podría contribuir a la detección temprana del cáncer.
El grupo de investigación se centró en los profesores del Centro de ingeniería de fabricación de dispositivos médicos de la Universidad de Kobe, dirigido por el profesor Toshifumi Takeuchi (Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Kobe) y el profesor Ryohei Sasaki (Hospital Universitario de Kobe), en colaboración con Kazuyuki Hamada (System Instruments Co., Limitado.). Los hallazgos fueron publicados el 3 de enero en Edición internacional Angewandte Chemie , y aparece en la portada interior de la revista (Figura 1).
Los exosomas son vesículas de membrana que constan de una bicapa lipídica que miden solo unos 100 nanómetros y se descargan de varias células. Los exosomas secretados por las células cancerosas están estrechamente relacionados con la migración del cáncer, invasión, y metástasis. Al examinar estos exosomas secretados por cáncer, es posible que podamos desarrollar un nuevo método para la detección temprana del cáncer.
Los métodos actuales de análisis de exosomas implican procedimientos complicados y que requieren mucho tiempo, incluyendo una combinación de ultracentrifugación y separación por afinidad. Si pudiéramos diferenciar los exosomas secretados por cáncer de otros exosomas en los fluidos corporales sin pretratamientos complicados, esto permitiría una prueba sencilla para la detección precoz del cáncer.
Figura 3:Chip de detección de exosomas. Un anticuerpo selectivo para una proteína de membrana en exosomas y un tinte fluorescente que transduce los eventos de unión en cambios de fluorescencia se introdujeron en la cavidad de unión del exosoma. Crédito:Universidad de Kobe
Usando tecnología de impresión molecular (Figura 2), el equipo preparó una película de polímero artificial de unos 30 nanómetros, que posee cavidades del tamaño de un exosoma en la parte superior del sustrato de vidrio (una cavidad de unión al exosoma). Luego, utilizando su propia tecnología de postimpresión, los investigadores introdujeron selectivamente anticuerpos que pueden reconocer proteínas de membrana en la superficie de los exosomas, y moléculas fluorescentes que pueden reportar información de unión a exosomas. Esto resultó en un chip de detección de exosomas (Figura 3), un pionero, Chip de detección de fluorescencia de alta sensibilidad que combina anticuerpos y materiales artificiales. Reconoce las proteínas de la membrana en los exosomas, captura los exosomas, e informa la información a través de cambios en la fluorescencia.
Para simplificar el análisis de exosomas utilizando esta plataforma de detección basada en fluorescencia, el equipo colaboró con System Instruments Co., Ltd. para crear un dispositivo que automatice todo el proceso de análisis (Figura 4). Este instrumento es un microscopio de fluorescencia montado en una cámara CMOS de alta sensibilidad equipado con un brazo robótico tridimensional. Con una punta de pipeta plana hecha a medida insertada con el sustrato sensor de exosoma, puede realizar automáticamente succión, descarga, detección de fluorescencia y limpieza del sustrato de las muestras. Usando este equipo, sin pretratamiento y dentro de los 10 minutos, el equipo logró una detección de alta sensibilidad sin precedentes de 6 picogramos por mililitro. Esta tecnología nos permite detectar unos 150 exosomas en 10 microlitros, un nivel de sensibilidad que supera con creces las técnicas de medición previamente informadas.
Figura 4:Instrumento de análisis automático de exosomas. Crédito:Universidad de Kobe
Para la detección temprana del cáncer, necesitamos controles previos antes de que la enfermedad se apodere, pero en la actualidad, la complejidad de estos controles significa que solo se examina a una pequeña proporción de personas. El instrumento desarrollado en este estudio facilita el análisis de exosomas en fluidos corporales. "Avanzando, recogeremos muestras clínicas a gran escala y realizaremos análisis de exosomas, "comenta el profesor Takeuchi." Si se puede verificar que el análisis de exosomas secretados por cáncer es útil en las pruebas de detección del cáncer, esto contribuirá a aumentar el número de exámenes. También se puede aplicar a las pruebas de cáncer, efectividad del tratamiento, predicciones de transferencia de cáncer, y pronósticos posteriores al tratamiento ".
