Investigadores del Instituto de Tecnolog\u00eda de Georgia han encontrado un m\u00e9todo de detecci\u00f3n que podr\u00eda revolucionar el tratamiento del c\u00e1ncer al mostrar c\u00f3mo los c\u00e1nceres hacen met\u00e1stasis y en qu\u00e9 etapa se encuentran. El c\u00e1ncer se propaga a trav\u00e9s de las c\u00e9lulas tumorales circulantes (CTC) que viajan a trav\u00e9s de la sangre a otros \u00f3rganos y son casi imposibles de rastrear. Ahora, los investigadores del Instituto de Tecnolog\u00eda de Georgia han encontrado un m\u00e9todo de detecci\u00f3n que podr\u00eda revolucionar el tratamiento del c\u00e1ncer al mostrar c\u00f3mo los c\u00e1nceres hacen met\u00e1stasis y en qu\u00e9 etapa se encuentran. Esto podr\u00eda conducir a un tratamiento m\u00e1s temprano y m\u00e1s espec\u00edfico, comenzando con un simple an\u00e1lisis de sangre.<\/p>\n\n\n\n
Cuando un tumor comienza a hacer met\u00e1stasis, arroja su c\u00e9lula a la sangre. Una c\u00e9lula individual a menudo no sobrevive al torrente sangu\u00edneo por s\u00ed sola, pero los grupos de c\u00e9lulas son mucho m\u00e1s robustos y pueden viajar a otros \u00f3rganos, empujando efectivamente al c\u00e1ncer a un estado metast\u00e1sico.<\/p>\n\n\n\n
Las CTC han resultado dif\u00edciles de estudiar, y mucho menos de tratar. La sangre contiene miles de millones de c\u00e9lulas por mililitro, y solo un pu\u00f1ado de esas c\u00e9lulas ser\u00edan CTC en un paciente con c\u00e1ncer metast\u00e1sico. Una filtraci\u00f3n tan intensa ha sido inaccesible utilizando m\u00e9todos de laboratorio convencionales. La filtraci\u00f3n m\u00e1s tradicional es demasiado agresiva y volver\u00eda a dividir el grupo en c\u00e9lulas individuales y arruinar\u00eda la capacidad de estudiar el efecto de un grupo.<\/p>\n\n\n\n
“Eso es lo que hizo que los ingenieros como yo se interesaran en esto porque somos realmente buenos en la creaci\u00f3n de sensores o peque\u00f1os dispositivos que realmente realizan an\u00e1lisis sensibles”, dijo el profesor asociado de la Escuela de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica e Inform\u00e1tica, Fatih Sarioglu. “Comenzamos a desarrollar tecnolog\u00edas para atrapar estas preciosas c\u00e9lulas para ayudar a controlar mejor el c\u00e1ncer”.<\/p>\n\n\n\n
Sarioglu present\u00f3 la investigaci\u00f3n en “Aislamiento de alto rendimiento, sin etiquetas de grupos de c\u00e9lulas tumorales circulantes en micropocillos en malla”, publicado recientemente en Nature Communications.<\/p>\n\n\n\n
Creaci\u00f3n del chip Cluster-Well<\/strong><\/p>\n\n\n\n El laboratorio de Sarioglu invent\u00f3 un nuevo tipo de chip llamado Cluster-Well, que combina la precisi\u00f3n de los chips de microfluidos con la eficiencia de la filtraci\u00f3n por membrana para encontrar grupos de CTC. Usando caracter\u00edsticas del tama\u00f1o de una micra, los chips de microfluidos pueden ubicar con precisi\u00f3n cada c\u00e9lula en una muestra de sangre y determinar si es cancerosa.<\/p>\n\n\n\n “Los chips de microfluidos te dan m\u00e1s control como dise\u00f1ador para hacer cualquier pregunta que quieras hacer a esas c\u00e9lulas”, dijo Sarioglu. “Aumenta la precisi\u00f3n y la sensibilidad, que es lo que necesitas para una aplicaci\u00f3n como esta porque quieres encontrar esa \u00fanica c\u00e9lula entre muchas c\u00e9lulas sangu\u00edneas”.<\/p>\n\n\n\n Para procesar r\u00e1pidamente un volumen de sangre cl\u00ednicamente relevante, los investigadores confiaron en la filtraci\u00f3n por membrana para hacer que la operaci\u00f3n del chip fuera m\u00e1s escalable. En efecto, el chip parece un filtro de membrana est\u00e1ndar, pero bajo un microscopio electr\u00f3nico, el chip de microfluidos revela su delicada estructura utilizada para capturar grupos mientras deja pasar otras c\u00e9lulas sangu\u00edneas.<\/p>\n\n\n\n La practicidad era tan importante como la funcionalidad para los investigadores. Aunque el chip se fabrica inicialmente con silicio como una unidad central de procesamiento en una computadora, luego se transfiere a pol\u00edmeros para que sea accesible, asequible y de un solo uso, al tiempo que conserva su delicadeza y precisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n “Realmente creamos solo las trampas que necesitamos para reconocer los grupos con el chip de microfluidos, y el resto es solo un soporte de filtro est\u00e1ndar”, dijo Sarioglu. “En comparaci\u00f3n con un chip de microfluidos convencional, obtendr\u00e1 un ensayo mucho m\u00e1s pr\u00e1ctico con una mejora de \u00f3rdenes de magnitud en el rendimiento y una mayor sensibilidad”.<\/p>\n\n\n\n An\u00e1lisis de grupos de c\u00e9lulas tumorales de pacientes El dise\u00f1o \u00fanico del chip significa que los grupos de CTC se filtran en micropocillos y luego se puede acceder para un an\u00e1lisis m\u00e1s detallado. Incluso una sola CTC puede contener una cantidad significativa de datos sobre el paciente y su c\u00e1ncer espec\u00edfico, lo que puede ser fundamental para controlar la enfermedad. Por ejemplo, los investigadores notaron cientos de CTC en grupos en la sangre de pacientes con c\u00e1ncer de ovario, algunos a\u00fan vivos, un hallazgo que podr\u00eda ser consecuencia de la propagaci\u00f3n de la enfermedad.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, al secuenciar el ARN en grupos de CTC de pr\u00f3stata aislados por el chip, los investigadores identificaron genes espec\u00edficos expresados \u200b\u200bpor estas c\u00e9lulas metast\u00e1sicas. Es importante destacar que se demostr\u00f3 que los grupos de CTC de diferentes pacientes expresan diferentes genes, que pueden utilizarse potencialmente para desarrollar terapias personalizadas y dirigidas. Sarioglu prev\u00e9 que Cluster-Wells sea una parte rutinaria del proceso de tratamiento para determinar en qu\u00e9 etapa se encuentra el c\u00e1ncer a partir de una simple extracci\u00f3n de sangre.<\/p>\n\n\n\n “Encontrar estos grupos fue muy dif\u00edcil de alcanzar”, dijo Sarioglu. “Pero esta es una tecnolog\u00eda que permite acceder a estos preciados grupos de c\u00e9lulas tumorales circulantes pr\u00e1cticamente en cualquier tipo de c\u00e1ncer con una precisi\u00f3n y practicidad que antes no hab\u00eda sido posible”.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Los investigadores utilizaron el chip para analizar muestras de sangre de pacientes con c\u00e1ncer de ovario o de pr\u00f3stata a trav\u00e9s de una asociaci\u00f3n con los hospitales Emory y Northside. Aislaron grupos de CTC que iban de dos a 100 o m\u00e1s c\u00e9lulas de pacientes con c\u00e1ncer de pr\u00f3stata y de ovario y utilizaron la secuenciaci\u00f3n de ARN para analizar un subconjunto.<\/p>\n\n\n\n