Crean chip ultrasensible para detectar cáncer en una gota de sangre
El cáncer se ha convertido en una enfermedad intrigante; aún genera muchas dudas en los científicos.
Se sabe que hay ciertas mutaciones con el poder suficiente para desencadenarlo; que algunos virus promueven su desarrollo; también que acumula cambios en sus regiones y es capaz de evolucionar para adaptarse y sobrevivir.
Uno de los caminos del cáncer surge en los exosomas, pequeñas vesículas producidas por células eucariotas. Según la revista Scientific American, son una especie de bolsa con la información necesaria para “convertir” a otras células.
Los exosomas son conocidos desde hace tiempo. Se pensaba que su única función era eliminar los desechos de algunas células; pero se detectó que su papel es mucho más complejo y tienen relación directa con el desarrollo de cáncer.
Algunos estudios han observado en pruebas de sangre que las células tumorales producen más exosomas que células sanas.
De igual manera, en ciertos tipo de cáncer, como el glioma, las células cancerígenas pueden mandar exosomas con proteínas encargadas de destruir tejido; esto facilita la metástasis.
Recientemente, los investigadores han visto que los exosomas son capaces de transformar directamente células sanas en tumorales; esto ocurre por medio de la información de los microARN.
Los microARN son moléculas de ARN con la capacidad de inhibir la expresión de determinadas proteínas; y si son esenciales para controlar el ciclo de la célula, que no cumplan con sus funciones puede resultar dramático.
Ahora bien, para detectar exosomas existen métodos de microfluidos. No obstante, están limitados por las condiciones del entorno; y por los límites para la transferencia de masa a microescala y unión de exosomas interfaciales.
Por esa razón, especialistas de la University of Kansas en Lawrence, en colaboración con el KU Cancer Center y el KU Medical Center en Kansas City; desarrollaron un nuevo aparato ultrasensible para detectar cáncer.
El aparato se llama “chip microfluídicos 3-D nanoestructurado”. Es capaz de detectar marcadores de cáncer en pequeñas gotas de sangre o en el plasma.
Funciona por medio de la filtración de exosomas, los cuales, en el caso del cáncer, contienen la información biológica que provoca el crecimiento y esparcimiento de los tumores de forma directa.
De acuerdo con los autores, los tumores envían exosomas con el fin de empaquetar moléculas activas que reflejan las características de las células parentales.
Si bien todas las células son capaces de producir exosomas, las tumorales son más activas que las normales.
Con el nuevo aparato, se empuja a los exosomas para entrar en contacto con la superficie del chip y así poder analizarlos. A ese proceso lo han llamado “transferencia de masa”.
La diferencia de este chip es que está creado con herramientas de nanoingeniería 3D y con un patrón de espina de pez (formación de rectángulos simétricos parecida a la de los huesos de un pez).
Gracias a ese patrón, las partículas no crean resistencia hidrodinámica creciente al entrar en contacto con la superficie del sensor.
En otras palabras, se drena el líquido que, en otros sensores, causa la separación y movimiento de las partículas; de ese modo, las partículas entran en contacto duro con la superficie, donde las sondas las reconocen y capturan.
Para llegar a este desarrollo, los investigadores colaboraron con un experto en biomarcadores de tumores, Andrew Godwin, subdirector del KU Cancer Center.
Posteriormente, utilizaron muestras clínicas de pacientes con cáncer ovario, el más difícil de detectar, para probar la efectividad del chip.
Al hacerlo, se dieron cuenta de que el nuevo dispositivo es capaz de detectar la presencia de ese tipo de cáncer incluso con la menor cantidad de plasma de sangre.
Los expertos argumentaron que el nuevo dispositivo es fácil de hacer; barato en producción; y su distribución no aumentaría los costos que deben pagar los pacientes.
Es tan simple, indicaron, que tiene gran potencial para traducirse en entornos clínicos. Es decir, al ser un dispositivo adaptable, en el futuro, podría usarse para diagnosticar otros tipos de cáncer y diversas enfermedades.
El siguiente paso es buscar cultivos celulares, modelos animales y muestras clínicas de pacientes, para trasladar al dispositivo a más aplicaciones clínicas.
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Biomedical Engineering.
