Una placa de vidrio con una rugosidad a nanoescala podría ser una forma sencilla para que los científicos capturen y estudien las células tumorales circulantes que transportan el cáncer por todo el cuerpo a través del torrente sanguíneo.

Los investigadores médicos y de ingeniería de la Universidad de Michigan han ideado tal configuración, que dicen aprovecha el impulso más fuerte de las células cancerosas para asentarse y unirse en comparación con las células sanguíneas normales.

Se cree que las células tumorales circulantes contribuyen a la metástasis del cáncer, el terrible proceso de propagación de la enfermedad desde su sitio original a tejidos distantes. Los análisis de sangre que cuentan estas células pueden ayudar a los médicos a predecir cuánto tiempo vivirá un paciente con cáncer diseminado.

Tan importantes como son las células náufragos, los científicos no saben mucho sobre ellos. Son raros en aproximadamente uno por mil millones de glóbulos. Y no todos son idénticos, incluso si provienen del mismo tumor. Las herramientas existentes para aislarlas solo capturan ciertos tipos de células, aquellas que expresan proteínas de superficie específicas o son más grandes que las células sanguíneas normales.

Por ejemplo, el de uso común, El sistema CellSearch aprobado por la FDA utiliza perlas magnéticas recubiertas de anticuerpos para buscar células tumorales y unirse a ellas. Pero no todas las células tumorales circulantes expresan las proteínas que reconocen estos anticuerpos. Es posible que los más peligrosos, conocidas como células madre o progenitoras del cáncer, puede haber despojado de ese abrigo delator, evadiendo así enfoques que se basan en anticuerpos.

Los investigadores dicen que su sistema probablemente podría atrapar estas células madre de cáncer sigilosas, una hazaña que ningún equipo de investigación ha logrado todavía.

"Nuestro sistema puede capturar la mayoría de las células tumorales circulantes independientemente de sus proteínas de superficie o de su tamaño físico, y esto podría incluir células iniciadoras o progenitoras del cáncer, "dijo Jianping Fu, profesor asistente de ingeniería mecánica e ingeniería biomédica y autor principal de un artículo sobre la técnica publicado en línea en ACS Nano .

Fu y sus colegas ingenieros se unieron a la Dra. Sofia Merajver, investigadora principal del cáncer y clínica de cáncer de mama de la U-M, y su equipo. Este grupo multidisciplinario cree que si bien el dispositivo podría algún día mejorar el diagnóstico y el pronóstico del cáncer, sus primeros usos serían que los investigadores aislaran células tumorales circulantes vivas de muestras de sangre y estudiaran sus propiedades biológicas y físicas.

"Comprender el comportamiento físico y la naturaleza de estas células tumorales circulantes ciertamente nos ayudará a comprender mejor una de las preguntas más difíciles de la biología del cáncer:la cascada metastásica, es decir, cómo se propaga la enfermedad, ", Dijo Fu." Nuestro sistema podría proporcionar una forma eficaz y poderosa de capturar las células tumorales circulantes vivas y utilizarlas como sustituto para estudiar el proceso metastásico ".

Pero capturándolos, tan desafiante como ha demostrado ser, es solo el comienzo, dijo Merajver, que ha pasado los últimos 18 años estudiando la señalización celular y las propiedades físicas de las células cancerosas altamente agresivas.

"La aplicación de la biología integrativa es necesaria para armar la historia de cómo estas células se comportan en el tiempo para lograr metástasis exitosas y así descubrir las rutas para suprimir este desarrollo mortal". ", Dijo Merajver." Nuestra colaboración con el laboratorio Fu ejemplifica la innovación necesaria para la guerra contra el cáncer:ciencia en equipo desde el laboratorio hasta la clínica ".

En sus experimentos, los investigadores utilizaron una técnica de microfabricación estándar y económica denominada "grabado con iones reactivos" para dar rugosidad a los portaobjetos de vidrio con una resolución a nanoescala. Luego, agregaron diferentes muestras de sangre con células cancerosas derivadas de la mama humana, Tejidos cervicales y prostáticos. Cuando vertieron las muestras sobre las placas de vidrio, las superficies de vidrio nanorough capturaron un promedio del 88 al 95 por ciento de las células cancerosas.

Fu sugiere por qué.

"Las células sanguíneas flotan intrínsecamente, "Dijo Fu." Las células cancerosas, incluidas las células tumorales circulantes derivadas de tumores sólidos, son presumiblemente células adherentes. Pueden escapar del tumor primario mientras mantienen ciertas propiedades de adhesión que les permiten adherirse y establecer otro tumor ".

En otros estudios, Los investigadores han notado que las células tumorales circulantes tienden a adherirse a superficies rugosas. Pero las superficies rugosas de esos estudios se recubrieron con anticuerpos de captura. Estas nuevas superficies nanorough no requieren anticuerpos de captura.

“Nuestro método presenta una mejora significativa ya que se puede aplicar en principio a cualquier célula cancerosa que provenga de tumores sólidos, "Dijo Fu.

El artículo se titula "Superficies nanoroughened para la captura eficiente de células tumorales circulantes sin utilizar anticuerpos de captura". La universidad está buscando la protección de patentes para la propiedad intelectual y está buscando socios de comercialización para ayudar a llevar la tecnología al mercado.