Utilizando ondas de sonido, un equipo internacional de investigadores ha desarrollado un método suave y sin contacto para separar las células tumorales circulantes de las muestras de sangre que es lo suficientemente rápido y eficiente para uso clínico.
Las células tumorales circulantes CTC son pequeñas piezas de un tumor que se desprenden y fluyen a través del torrente sanguíneo. Contienen una gran cantidad de información sobre el tumor, como su tipo, características físicas y mutaciones genéticas.
La capacidad de recolectar y cultivar estas células de una muestra de sangre de manera rápida y eficiente permitiría "biopsias líquidas" capaces de proporcionar diagnósticos sólidos, pronósticos y sugerencias para estrategias de tratamiento basadas en perfiles individuales de CTC.
Sin embargo, los CTC son extremadamente raros y difíciles de atrapar. Por lo general, solo hay un puñado por cada pocos miles de millones de células sanguíneas que atraviesan las venas de un paciente. Y si bien hay muchas tecnologías diseñadas para separar las células tumorales de las células sanguíneas normales, ninguna deson perfectos. Tienden a dañar o matar las células en el proceso, carecen de eficacia, solo funcionan en tipos específicos de cáncer o tardan demasiado en usarse en muchas situaciones.
En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Duke, el MIT y la Universidad Tecnológica de Nanyang Singapur demuestran una plataforma basada en ondas de sonido que es capaz de separar los CTC de un vial de sangre de 7,5 ml con al menos un 86 por ciento de eficiencia en menos deuna hora. Con mejoras adicionales, los investigadores esperan que la tecnología constituya la base de una nueva prueba a través de un chip desechable y económico.
Los resultados aparecen el 3 de julio en la revista pequeño .
Cada año, el cáncer se cobra la vida de millones de personas en todo el mundo y los investigadores todavía están buscando mejores herramientas para el diagnóstico, pronóstico y tratamiento del cáncer ", dijo Tony Jun Huang, profesor de Ingeniería Mecánica y Ciencia de Materiales de William Bevan en Duke.
"La biopsia es la técnica estándar de oro para el diagnóstico del cáncer", dijo Huang. "Pero es dolorosa e invasiva y a menudo no se administra hasta el final del desarrollo del cáncer. Con nuestra tecnología de separación de células tumorales circulantes, podríamos ayudar a descubrirlo, de manera no invasiva, si el paciente tiene cáncer, dónde se encuentra el cáncer, en qué etapa se encuentra y qué medicamentos funcionarían mejor. Todo a partir de una pequeña muestra de sangre extraída del paciente ".
La tecnología funciona estableciendo una onda de sonido estacionaria en ángulo con respecto a un fluido que fluye a través de un pequeño canal. Debido a que el sonido no es más que una onda de presión, esto crea bolsas de presión que empujan las partículas suspendidas en el líquido a medida queEsta fuerza acústica actúa más fuertemente en las células cancerosas más grandes y rígidas que en las células sanguíneas normales, empujando a los CTC a un canal separado para la recolección.
La intensidad de potencia y la frecuencia de las ondas sonoras son similares a las utilizadas en las imágenes por ultrasonidos, que se utilizan de forma segura en numerosos procedimientos médicos. El riesgo de daño a los CTC se reduce aún más porque cada célula experimenta la onda acústica durante solo unfracción de segundo y no requiere etiquetado ni modificación de la superficie. Estas características le dan a la técnica la mejor oportunidad posible para mantener las funciones y los estados nativos de los CTC.
El enfoque se demostró por primera vez hace tres años en un estudio de prueba de concepto y desde entonces se ha mejorado hasta el punto en que podría ser útil en un entorno clínico. El resultado es un dispositivo prototipo que procesa fluido a una velocidad de 7,5mL / hora, siete veces más rápido que el original, sin sacrificar ninguno de sus 86 por ciento de eficiencia o numerosas ventajas sobre otros métodos.
"El mayor activo de este método acústico de separación es que es muy suave con las células tumorales circulantes", dijo Andrew Armstrong, profesor asociado de medicina, cirugía y farmacología y biología del cáncer en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke ".Las células cancerosas permanecen viables después de pasar a través del chip y pueden caracterizarse, cultivarse o perfilarse, lo que nos permite realizar genotipos o fenotipos para comprender mejor cómo matarlos ".
"La idea es desarrollar enfoques de medicina personalizada para pacientes individuales basados en su biología del cáncer, similar a lo que hacen los médicos de enfermedades infecciosas con cultivos bacterianos y antibióticos", dijo Armstrong.
En el documento, Armstrong demostró la tecnología para recolectar células tumorales circulantes de hombres con cáncer de próstata y las perfiló con éxito para una variedad de marcadores y características de crecimiento a corto plazo. Los investigadores demuestran que los CTC de los pacientes varían ampliamente en su expresión claveobjetivos para la terapia, como el antígeno de membrana específico de la próstata PSMA, por sus siglas en inglés, que se usa comúnmente para obtener imágenes y para detectar el cáncer de próstata en la clínica.
Avanzando, Huang continúa desarrollando la tecnología para aumentar tanto su velocidad como su eficiencia, mientras Armstrong está trabajando para establecer la viabilidad de la técnica en una serie de proyectos de cultivo y creación de perfiles para mostrar su potencial de impacto clínico. La pareja también utilizarála tecnología en una variedad de proyectos de investigación, como trabajar para comprender qué permite a los CTC sobrevivir en el torrente sanguíneo y hacer metástasis o extenderse por todo el cuerpo.
"La única tecnología aprobada por la FDA para la detección de CTC solo puede contar y realizar caracterizaciones básicas de los CTC, pero no puede producir CTC fuera del cuerpo, porque básicamente mata las células en el proceso", dijo Armstrong. "Ser capaz de llegar aestas células mientras aún están vivas nos da al menos la oportunidad de cultivarlas o perfilarlas fuera del cuerpo para hacer los tipos de sensibilidad a los medicamentos y las pruebas genéticas que pueden informar mejor la terapia ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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