Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke han descubierto una forma de detectar signos de cáncer célula por célula utilizando dos láseres y una cámara.
Varios dispositivos médicos actualmente en uso y en ensayos clínicos en todo el mundo buscan aumentos en la rigidez celular como un indicador de tejido canceroso. Sin embargo, estos dispositivos se basan en lecturas de muchas células agrupadas dentro del cuerpo y no pueden operar en un celularnivel.
En un estudio publicado en línea el 28 de febrero en el Revista biofísica , los investigadores describen una técnica para evaluar la rigidez de una célula individual utilizando patrones que aparecen dentro de su estructura interna. Los resultados muestran que cuanto más organizada es su interior, más rígida es la célula.
En trabajos anteriores, Adam Wax, profesor de ingeniería biomédica en Duke, mostró que las estructuras internas de una célula cambian a medida que los fluidos fluyen alrededor de su exterior.
"Piensa en una celda como un gran molde de gelatina con una gran cantidad de fruta suspendida", dijo Wax. "Si la soplas muy fuerte con aire comprimido, todo se moverá en la dirección del aireun poco."
Wax también demostró que podía calcular la rigidez celular midiendo la cantidad de ese cambio. Este descubrimiento tenía muchas ventajas sobre los métodos tradicionales de medición de la rigidez de una sola célula. Por ejemplo, no se requirió contacto físico con la célula y se tomaron medidasmucho menos tiempo
"Los enfoques tradicionales, como la microscopía de fuerza atómica, toman todo el día solo para preparar una sola muestra", dijo Will Eldridge, estudiante de doctorado en el laboratorio de Wax y primer autor del artículo. "Usar un líquido en movimiento para medir el flujo de corte solo toma 30-40 minutos para representar un grupo de celdas "
Aún no satisfechos con ese calendario, Wax y Eldridge intentaron encontrar una métrica visual que pudiera hacer el mismo trabajo en menos tiempo. En el nuevo artículo, muestran que la cantidad de trastorno que se encuentra dentro de las estructuras internas de una célula se correlaciona directamente con surigidez.
Para medir el trastorno celular, los investigadores hacen pasar un láser a través de una célula y lo comparan con un segundo haz sin obstrucciones. Las diferencias en la cantidad de tiempo que tardan los dos láseres en atravesar la muestra se analizan para producir una imagen, revelando cuán desordenadas son las estructuras internas de la célula.
Para demostrar que su idea funcionó, el grupo midió estos "trastornos de fase" en cinco tipos diferentes de células cancerosas vivas justo antes de medir su rigidez utilizando la técnica ya probada "molde de gelatina". Como se esperaba, las dos métricas estaban altamente correlacionadas.
"La velocidad de esta técnica solo está limitada por el tamaño del campo de visión de su cámara", dijo Eldridge. "Podría medir cientos de celdas individuales en cuestión de segundos".
Se necesita más trabajo para determinar la relación exacta entre las dos mediciones, pero Wax tiene la esperanza de que la técnica pueda traducirse en un nuevo dispositivo biomédico para la detección del cáncer.
"Es ampliamente conocido que la rigidez celular es un indicador de cáncer, pero no existe una herramienta de diagnóstico viable que pueda usar ese conocimiento a escala celular", dijo Wax. "Con esta técnica, puedo ver un camino para crear unsistema de rendimiento que podría detectar rápida y fácilmente el cáncer de cuello uterino, esófago o colon, en cualquier lugar donde se pueda raspar el tejido ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Ken Kingery. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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