De forma similar a cómo una cerradura seleccionada revela que alguien ha entrado en un edificio, el endurecimiento de una estructura que rodea las células en el cuerpo humano puede indicar que el cáncer está invadiendo otros tejidos.
Monitorear los cambios en esta estructura, llamada matriz extracelular, daría a los investigadores otra forma de estudiar la progresión de la enfermedad. Pero detectar cambios en la matriz extracelular es difícil de hacer sin dañarla.
Los ingenieros de la Universidad de Purdue han construido un dispositivo que permitiría a los especialistas en enfermedades cargar una muestra de matriz extracelular en una plataforma y detectar su rigidez a través de ondas de sonido.
"Es el mismo concepto que verificar daños en el ala de un avión. Hay una onda de sonido que se propaga a través del material y un receptor en el otro lado. La forma en que se propaga la onda puede indicar si hay algún daño o defecto sin afectar el material", dijo Rahim Rahimi, profesor asistente de ingeniería de materiales de Purdue, cuyo laboratorio desarrolla materiales innovadores y dispositivos biomédicos para abordar los desafíos de la atención médica.
Cada tejido y órgano tiene su propia matriz extracelular única, algo así como la forma en que los edificios en una calle varían en estructura dependiendo de su propósito. La matriz extracelular también viene con "líneas fijas" o señales estructurales y químicas, que apoyan la comunicación entre individuoscélulas alojadas en la matriz.
Los investigadores han intentado estirar, comprimir o aplicar productos químicos a muestras de la matriz extracelular para medir este entorno. Pero estos métodos también son propensos a dañar la matriz extracelular.
El equipo de Rahimi desarrolló una forma no destructiva de estudiar cómo la matriz extracelular responde a enfermedades, sustancias tóxicas o medicamentos terapéuticos. El trabajo inicial para este estudio se realizó en colaboración con el laboratorio de Sophie Lelièvre, profesora de farmacología del cáncer en Purdue, paraIdentifique cómo los factores de riesgo afectan la matriz extracelular y aumentan el riesgo de desarrollar cáncer de seno.
El dispositivo es un "laboratorio en un chip" conectado a un transmisor y receptor. Después de verter la matriz extracelular y las células que contiene en la plataforma, el transmisor genera una onda ultrasónica que se propaga a través del material y luego se disparael receptor. La salida es una señal eléctrica que indica la rigidez de la matriz extracelular.
Los investigadores primero demostraron el dispositivo como una prueba de concepto con células cancerosas contenidas en hidrogel, que es un material con una consistencia similar a una matriz extracelular. El equipo ahora está estudiando la efectividad del dispositivo en las matrices extracelulares de colágeno.
Rahimi dijo que el dispositivo podría ampliarse fácilmente para procesar muchas muestras a la vez, como en una matriz. Esto permitiría a los investigadores observar varios aspectos diferentes de una enfermedad simultáneamente.
El dispositivo se describe en un estudio publicado en la revista Laboratorio en un chip y demostrado en un video de YouTube en http://youtu.be/hPvY0Sj0vxY .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Kayla Wiles. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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