Una colaboración de dos años entre los laboratorios Chan y Rocheleau en el Instituto de Biomateriales e Ingeniería Biomédica (IBBME) ha llevado al desarrollo de una nueva plataforma de detección de microfluidos que puede predecir con precisión la forma en que las nanopartículas se comportarán en un cuerpo vivo.

Los científicos están considerando las nanopartículas como una herramienta potencialmente poderosa para tratamientos personalizados contra el cáncer. Las diminutas partículas que varían en tamaño de 10 a 100 nanómetros (en algún lugar de tamaño entre una proteína grande y un virus pequeño), se puede implementar para delinear tumores o para administrar medicamentos de quimioterapia directamente a las células cancerosas con más potencia y menos efectos secundarios que los métodos de administración habituales.

Pero el profesor asociado Jonathan Rocheleau, cuerpo docente del Instituto de Biomateriales e Ingeniería Biomédica (IBBME), nombrados en forma cruzada para los Departamentos de Fisiología y Medicina, División de Endocrinología y Metabolismo y autor correspondiente del estudio publicado en Nature Communications la semana pasada, explicó que la nueva plataforma llena algunos de los agujeros evidentes en la investigación actual en nanotecnología.

A menudo, las superficies de estas pequeñas partículas se tratan para que se adhieran a ciertas células, un efecto que tiende a funcionar muy bien cuando se estudian las partículas en cultivos en placa de Petri. "Lo que mostramos fue que las nanopartículas se encuentran con una masa celular y se adhieren con tanta fuerza a las células externas, no pueden penetrar en el tejido. Te hace pensar en diseñar tus nanopartículas de una manera diferente, "declaró Rocheleau.

Aparte de los cultivos en placa de Petri, Las pruebas en vivo han sido el único otro método para estudiar los movimientos y las interacciones de las nanopartículas con las masas celulares. Pero como uno de los autores principales del artículo, Candidato a doctorado Alex Albanese, explicado, "Si inyectamos nanopartículas en ratones, sería como lanzar un avión de papel con los ojos vendados. Vemos dónde aterriza, pero no estamos realmente seguros del patrón de vuelo".

Y hasta ahora no ha habido un término medio.

'Terreno medio' es exactamente lo que Albanese y coautor, Dr. Alan Lam, un recién graduado de IBBME, han diseñado. Los investigadores colocaron tejidos esferoides vivos, tejidos que imitan las propiedades de los tumores cancerosos, en un pequeño cámara de una pulgada de largo a través de la cual fluía constantemente una solución salina. El líquido que fluye permitió a los investigadores estudiar los esferoides en entornos similares a los que se encuentran en los tumores. Luego se inyectaron nanopartículas fluorescentes en la cámara, permitiendo al equipo medir cuántas de las nanopartículas penetraron en el tejido, donde se estaban acumulando, y el efecto de la velocidad del líquido en los movimientos de las nanopartículas.

Los experimentos predijeron la forma en que las nanopartículas se comportarían en tamaños más grandes, modelos en vivo, con resultados disponibles en una hora en lugar de semanas.

"El tumor en un chip nos permite echar un vistazo a los aviones de papel antes de que aterricen, "describió Albanese.

Aunque esta es solo la primera vez que se utiliza una plataforma de tecnología de microfluidos para estudiar los efectos de las nanopartículas en un tejido tumoral vivo, los investigadores se sorprendieron de lo simple que la tecnología puede potencialmente hacer la detección y el tratamiento del cáncer.

"Las biopsias pueden cultivarse en estos tejidos y colocarse en el canal. Luego, podemos averiguar qué nanopartículas funcionan y colocarlas en los pacientes, "explicó Rocheleau.

Los autores del estudio admiten que todavía hay una gran distancia entre este estudio preliminar y los estudios futuros que pueden perfeccionar el diseño de las nanopartículas. así como su eficacia con diferentes tejidos tumorales, órganos y todo el cuerpo.

"Las computadoras han recorrido un largo camino desde la década de 1960. En este momento, todavía estamos en la década de 1960 de la medicina personalizada, ", argumentó Albanese.

Para Rocheleau, aunque, el estudio apunta a un gran avance en la forma en que los investigadores abordan desafíos biomédicos complejos.

"Lo que hace que este proyecto sea único es lo multidisciplinario que es, ", dijo." Estas son técnicas y herramientas muy diferentes que se unen para abordar un problema, y este proyecto no habría ocurrido sin la experiencia de dos personas y laboratorios únicos, y cuánto tiempo aguantaron ".