Usando un dispositivo portátil de imágenes moleculares en combinación con nanopartículas magnéticas y un teléfono inteligente, un equipo de investigadores del Hospital General de Massachusetts y la Facultad de Medicina de Harvard ha desarrollado una método portátil y potencialmente económico para detectar el cáncer a partir de muestras de biopsia humana. Los resultados iniciales obtenidos mediante biopsias de necesidad fina tomadas de pacientes humanos con cáncer muestran que este dispositivo supera a los métodos patológicos tradicionales. tanto en términos de velocidad como de precisión de diagnóstico.
Ralph Weissleder, co-investigador principal del MIT-Harvard Center for Cancer Nanotechnology Excellence, lideró este proyecto de desarrollo. Él y sus colegas publicaron los resultados de su trabajo en la revista Medicina traslacional de la ciencia .
Típicamente, el cáncer se diagnostica mediante la recolección de muestras de tejido humano, ya sea extraído quirúrgicamente o mediante una aguja fina insertada en un bulto, y enviar las muestras a un laboratorio de histopatología, donde en el transcurso de varios días, la muestra se analiza utilizando varias tinciones de tejido que resaltan las características celulares de los tumores para su visualización bajo un microscopio. Este análisis no solo requiere mucho tiempo, es semicuantitativo en el mejor de los casos y requiere la experiencia técnica de un patólogo capacitado.
El nuevo enfoque para el diagnóstico del cáncer iniciado por el Dr. Weissleder y sus colaboradores se basa en la exquisita sensibilidad que ofrece la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), una técnica analítica utilizada habitualmente por los químicos para caracterizar moléculas complejas y que forma la base de la resonancia magnética (MRI). Pero en lugar de utilizar un estándar, máquina de RMN del tamaño de una mesa, el equipo de Mass General diseñó y construyó una máquina de RMN de mano mucho menos costosa que interactúa con un dispositivo de microfluidos y envía sus resultados a un teléfono inteligente, que también se utiliza para controlar el dispositivo. El dispositivo puede detectar la presencia de múltiples nanopartículas magnéticas, cada uno diseñado para unirse a un marcador molecular específico asociado a un tumor.
En la primera ronda de evaluación, los investigadores analizaron biopsias con aguja fina tomadas de 50 pacientes sospechosos de tener tumores abdominales malignos. Después de un paso preparatorio rápido, la suspensión de células de la biopsia se trató con una mezcla de nanopartículas magnéticas, cada uno diseñado para unirse a uno de los nueve biomarcadores de cáncer específicos, y luego se inyecta en los canales de microfluidos del dispositivo. Las señales de datos de la máquina microNMR se enviaron de forma inalámbrica a un teléfono inteligente para su análisis y lectura. El instrumento identificó correctamente las 44 muestras diagnosticadas como malignas por histopatología estándar.
Según los datos generados en este primer conjunto de experimentos, los investigadores analizaron biopsias con aguja fina de 20 pacientes adicionales utilizando solo cuatro de las nanopartículas etiquetadas. Los resultados de este experimento fueron incluso mejores, demostrando una precisión de diagnóstico del 96%, superando con creces el 84% de precisión de la histopatología, el estándar de oro del diagnóstico de cáncer. Es más, el dispositivo microNMR-smartphone proporciona un diagnóstico en una hora, en comparación con tres días para obtener resultados de histopatología.
Este trabajo, que se detalla en un documento titulado, "Micro-RMN para el análisis molecular rápido de muestras de tumores humanos, "fue apoyado en parte 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.
