(PhysOrg.com) - Así como el papel de mosca captura insectos, un par de dispositivos habilitados por nanotecnología son capaces de atrapar células cancerosas en la sangre que se han desprendido de un tumor. Estas celdas, conocidas como células tumorales circulantes, o CTC, puede proporcionar información crítica para examinar y diagnosticar la metástasis del cáncer, determinar el pronóstico del paciente, y seguimiento de la eficacia de las terapias.
En un estudio publicado en la revista Edición internacional Angewandte Chemie , un equipo de investigadores de la Universidad de California, Los Angeles, desarrolló un chip de silicio de 1 por 2 centímetros que está cubierto con nanopilares densamente empaquetados recubiertos con un anticuerpo que se une a una proteína conocida como molécula de adhesión de células epiteliales (EpCAM). EpCAM se expresa en la superficie de una amplia variedad de células tumorales sólidas, pero no en las células que normalmente se encuentran circulando en el torrente sanguíneo. El equipo de investigación fue dirigido por Hsian-Rong Tseng, Doctor., miembro del Nanosystems Biology Cancer Center, uno de los ocho Centros de Excelencia en Nanotecnología del Cáncer establecidos por el Instituto Nacional del Cáncer.
Para probar el rendimiento de la captura de células, Los investigadores incubaron el chip nanopilar en un medio de cultivo con células de cáncer de mama. Como control realizaron un experimento paralelo con un método de captura de células que utiliza un chip con una superficie plana. Ambas estructuras se recubrieron con anti-EpCAM, una proteína de anticuerpo que puede ayudar a reconocer y capturar células tumorales. Los investigadores encontraron que los rendimientos de captura de células para el chip nanopilar de UCLA eran significativamente más altos; el dispositivo capturó del 45 al 65 por ciento de las células cancerosas en el medio, en comparación con solo del 4 al 14 por ciento para el dispositivo plano.
El estándar de oro actual para examinar el estado de la enfermedad de los tumores es un análisis de muestras de biopsias sólidas metastásicas, pero en las primeras etapas de la metástasis, a menudo es difícil identificar el sitio de una biopsia. Al capturar CTC, los médicos pueden realizar una biopsia "líquida", permitiendo la detección y el diagnóstico precoces, así como un mejor seguimiento del tratamiento.
Mientras tanto, un equipo de investigación encabezado por Vladimir Zharov, Doctor., de la Universidad de Arkansas de Ciencias Médicas (UAMS), ha desarrollado un sistema que atrapa las CTC directamente en el torrente sanguíneo, donde luego pueden ser removidos por microcirugía o destruidos usando un láser que no daña la piel u otros tejidos. Este trabajo fue publicado en dos artículos, uno que aparece en la revista Biophotonics, el otro en la revista Nature Nanotechnology. Dra. Lily Yang, Doctor., de la Universidad de Emory y miembro del Centro Tecnológico Emory-Georgia para la Excelencia en Nanotecnología del Cáncer, también participó en este estudio.
El sistema UAMS consta de dos tipos de nanopartículas. La primera es una nanopartícula magnética diseñada para apuntar a una molécula conocida como receptor activador del plasminógeno uroquinasa. La segunda nanopartícula consta de nanotubos de carbono chapados en oro que se dirigen al receptor de ácido fólico. Ambos receptores se encuentran en muchos tipos de células cancerosas, pero no en las células sanguíneas normales.
Los investigadores inyectaron el cóctel de dos nanopartículas en ratones que tenían tumores de mama humanos y luego esperaron 20 minutos antes de usar una combinación de un imán adherido a la piel por encima de los vasos sanguíneos periféricos para capturar las células tumorales marcadas y obtener imágenes fotoacústicas para detectar los nanotubos recubiertos de oro que también etiquetar las células tumorales capturadas. "Al recolectar magnéticamente la mayoría de las células tumorales de la sangre que circula en los vasos de todo el cuerpo, este nuevo método puede aumentar potencialmente la especificidad y la sensibilidad hasta 1, 000 veces en comparación con la tecnología existente, "Dijo el Dr. Zharov.
El trabajo del grupo de UCLA, que se detalla en un documento titulado, "Sustratos nanoestructurados tridimensionales para la captura eficiente de células tumorales circulantes, "fue apoyado por la Alianza del NCI para la Nanotecnología en el Cáncer, una iniciativa integral diseñada para acelerar la aplicación de la nanotecnología a la prevención, diagnóstico, y tratamiento del cáncer. Un resumen de este artículo está disponible en el sitio web de la revista.
El trabajo de la UAMS se detalla en dos artículos titulados, "Enriquecimiento magnético in vivo y detección fotoacústica múltiple de células tumorales circulantes, "y" Plataforma de citometría de flujo fototérmica y fotoacústica molecular basada en nanotecnología para la detección in vivo y la destrucción de células madre cancerosas circulantes ". Este trabajo también fue financiado en parte por la Alianza para la nanotecnología en el cáncer del Instituto Nacional del Cáncer. Los resúmenes de estos artículos son disponible en los sitios Web de las respectivas revistas [enlace 1, enlace 2]
