Los científicos del Instituto de Investigación Virginia Tech Carilion han desarrollado nuevas técnicas de imagen para observar cómo las células tumorales cerebrales peligrosas responden al tratamiento en tiempo real.

Publicado en Nano letras , el estudio fue dirigido por Zhi Sheng y Deborah Kelly, ambos profesores asistentes del instituto, y describe cómo el equipo de investigación utilizó la nanotecnología para observar la respuesta de las células madre tumorales a la terapia.

"Nunca antes habíamos podido observar directamente las acciones de posibles tratamientos contra el cáncer de esta manera, "dijo Sheng, bióloga del cáncer y profesora asistente de ciencias biomédicas y patobiología en la Facultad de Medicina Veterinaria de Virginia – Maryland. "Fue asombroso. En todos mis años de investigación sobre el glioblastoma, Solo había visto imágenes estáticas ".

Tanto Sheng como Kelly le dan crédito a Elliot Pohlmann, estudiante de cuarto año de la Facultad de Medicina de Virginia Tech y primer autor del artículo, por suscitar la colaboración entre sus laboratorios en este proyecto en particular.

"Nos dimos cuenta de que las células madre del glioblastoma podían funcionar muy bien con las técnicas de diagnóstico por imágenes que estaba desarrollando el Dr. Kelly, "Dijo Pohlmann." Con un poco de prueba y error, hemos producido imágenes visualmente impactantes ".

El glioblastoma es un cáncer de cerebro de mal pronóstico. Incluso con intervenciones quirúrgicas o tratamientos tradicionales, algunas de las células, las células madre, tienden a sobrevivir y desarrollar nuevos tumores.

"Los tumores de glioblastoma son difíciles de atacar, ", Dijo Sheng." Son agresivos y resistentes a la terapéutica. Con nuestras técnicas de imagen, es posible que podamos obtener nuevos conocimientos sobre cómo las células responden dinámicamente a los tratamientos ".

El equipo de investigación separó las células madre difíciles de matar de la población general de glioblastomas atrayendo las células madre a un microchip recubierto con anticuerpos. Luego, los científicos utilizaron una cámara de microfluidos especialmente diseñada para atrapar las células en un entorno líquido.

Una vez que las muestras estuvieron en su lugar, los científicos los bombardearon con nanobarras de oro, similar a lo que se usa en algunos tratamientos contra el cáncer, y observaron el proceso en cultivos celulares utilizando microscopía electrónica de transmisión in situ.

Kelly se asoció con la coautora Madeline Dukes, un científico de aplicaciones en Protochips Inc., para desarrollar el equipo de microfluidos.

"Teníamos curiosidad por ver si podíamos aislar este tipo de células tóxicas de las otras células tumorales cerebrales, mientras se desarrollan nuevas herramientas de imágenes a nivel unicelular para visualizar el curso de las terapias necesarias para erradicar estas células, "dijo Kelly, científico principal del proyecto y biofísico con amplia experiencia en imágenes de alta resolución. También es profesora asistente de ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias de Virginia Tech.

"Es emocionante ver cosas que nadie más ha visto antes, ", Dijo Pohlmann." Es aún más emocionante producir las imágenes profundas con este proyecto ".

Los investigadores dicen que la tecnología tiene muchas aplicaciones potenciales.

"Se puede observar directamente un virus de influenza, VIH, u otros patógenos humanos que infectan una célula, o incluso probar nuevos tratamientos contra el cáncer a nivel celular, "Dijo Kelly.

Sheng señaló otra característica que dificulta el tratamiento de las células cancerosas:una amplia heterogeneidad. En la misma población de cáncer, incluso las celdas vecinas pueden diferir drásticamente, y cada célula puede responder a los tratamientos de manera diferente.

"Podemos analizar la administración unicelular de tratamientos contra el cáncer, y ver cómo responden las células individuales, ", Dijo Sheng." Si podemos aprender a matar estas células, deberíamos poder mejorar nuestras posibilidades de desarrollar tratamientos efectivos al poder observar directamente los efectos de las posibles terapias ".

Kelly y Sheng, cuyas oficinas están en el mismo piso del Virginia Tech Carilion Research Institute en Roanoke, han trabajado juntas anteriormente y también están trabajando actualmente para comprender los mecanismos subyacentes al cáncer de mama hereditario.