Los tumores cancerosos son enemigos formidables, reclutan vasos sanguíneos para ayudar a su crecimiento voraz, dañan los tejidos cercanos y despliegan numerosas estrategias para evadir los sistemas de defensa del cuerpo. Pero aún más maliciosas son las células tumorales circulantes CTC que los tumores liberan, que viajansigilosamente a través del torrente sanguíneo y se instalan en otras partes del cuerpo, un proceso conocido como metástasis. Si bien es peligroso, su presencia también es un indicador valioso del estadio de la enfermedad de un paciente, lo que hace que los CTC sean un nuevo enfoque atractivo para el diagnóstico del cáncer. Desafortunadamente, encontrar un puñado relativo de CTC entre los billones de células sanguíneas sanas en el cuerpo humano es como jugar al juego definitivo de la aguja en un pajar: los CTC pueden constituir tan solo una de cada diez mil células en la sangrede un paciente con cáncer. Esto se dificulta aún más por la falta de agentes de captura de CTC de amplio espectro, ya que los anticuerpos más comúnmente utilizados no reconocen muchos tipos de células cancerosas.
Para abordar este problema, un grupo de investigadores del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard ha adaptado una proteína opsonina de sangre humana modificada conocida como FcMBL, que se desarrolló originalmente como un agente de captura de patógenos de amplio espectro, para apuntar a las CTC.perlas recubiertas con FcMBL, pudieron capturar> 90% de siete tipos diferentes de células cancerosas. "Pudimos aislar rápidamente las CTC tanto in vitro como de sangre, incluidas algunas que no están unidas por las tecnologías estándar de detección de CTC actuales,"dice Michael Super, Ph.D., científico principal del personal principal del Wyss Institute y coautor del artículo." Esta nueva técnica podría resultar útil en el diagnóstico del cáncer ". La tecnología se describe hoy en Biosistemas avanzados .
Los sistemas de diagnóstico de CTC actuales con frecuencia utilizan un marcador de células cancerosas, la molécula de adhesión de células epiteliales EpCAM, que se expresa en gran medida en la superficie de las células tumorales. Sin embargo, la expresión de EpCAM en las células cancerosas disminuye cuando las células tumorales se transforman en CTC,Irónicamente, las pruebas basadas en EpCAM son menos útiles precisamente cuando es más crucial saber que el cáncer de un paciente ha hecho metástasis.
La tecnología de captura del Instituto Wyss aprovecha una proteína que se encuentra naturalmente en el cuerpo, la lectina fijadora de manosa MBL, que reconoce y se une a los carbohidratos presentes en las superficies de las bacterias y otros patógenos, marcándolos para su destrucción por parte del sistema inmunológico.. Las células humanas sanas tienen diferentes patrones de carbohidratos y son inmunes a MBL, pero muchas células cancerosas tienen carbohidratos aberrantes que son similares a los que se encuentran en patógenos y, por lo tanto, son vulnerables a la unión de MBL.
El equipo desarrolló previamente una versión modificada genéticamente de MBL en la que la porción de unión se fusiona con un fragmento Fc de anticuerpo FcMBL para estabilizar la molécula. Estudios anteriores demostraron que cuando se recubren pequeñas perlas magnéticas con FcMBL y se agregan a varios patógenos,las perlas recubiertas de FcMBL se adhieren a las superficies de estas células como moscas en papel matamoscas de modo que, cuando se aplica un campo magnético, las perlas arrastran sus células unidas junto con ellas hacia el imán.
Para evaluar si este sistema podría apuntar específicamente a las CTC, los investigadores implantaron células de cáncer de mama humano marcadas con fluorescencia en ratones, dejaron que los tumores se desarrollaran durante 28 días y luego analizaron la sangre para determinar la cantidad de CTC presentes. Luego, mezclaron lossangre con perlas recubiertas de FcMBL y las extrajo de la suspensión con un imán ". Es poco probable que las perlas recubiertas de FcMBL se unan a las células normales, por lo que cuando medimos el movimiento de las células cancerosas frente a las células normales, las células cancerosas se movieronmucho más rápido porque las cuentas las arrastraban al imán ", explica el primer autor Joo Kang, Ph.D., que fue becario de desarrollo tecnológico en el Instituto Wyss mientras completaba este estudio y ahora es profesor asistente en el Ulsan NationalInstituto de Ciencia y Tecnología. La concentración de CTC presentes en la sangre también se redujo en más del 93%, lo que demuestra que FcMBL puede capturar eficazmente CTC en la sangre incluso después de que se hayan sometido al tránsito.ons que reducen la expresión de EpCAM.
Luego, el equipo probó su sistema contra seis tipos de células cancerosas adicionales, incluido el cáncer de pulmón de células no pequeñas, el carcinoma de pulmón y el glioblastoma. Las perlas recubiertas de FcMBL capturaron los seis tipos de células tumorales con> 90% de eficiencia, lo quees comparable a los métodos de focalización de EpCAM, y también pudieron capturar dos tipos que no se unen con éxito a los anticuerpos anti-EpCAM carcinoma de pulmón y glioblastoma ". Nuestros resultados sugieren que, si bien el marcador EpCAM puede ser útil para algunos tumores,se vuelve cada vez menos útil con el tiempo a medida que la expresión de EpCAM disminuye y la célula se vuelve metastásica ", dice Super." Nuestro sistema FcMBL puede usarse como una alternativa a los diagnósticos basados en EpCAM o como un método de seguimiento una vez que EpCAM deja de funcionar.expresarse. "
Los investigadores esperan continuar sus estudios para determinar exactamente a qué moléculas de carbohidratos FcMBL se dirige a las CTC, lo que podría mejorar aún más la especificidad y eficacia de la captura ". La tecnología de opsonina FcMBL ya ha demostrado ser un agente de captura de espectro extremadamente ampliopara patógenos ", dice el autor principal del estudio y director fundador de Wyss, Donald Ingber, quien también es profesor de Biología Vascular Judah Folkman en la Facultad de Medicina de Harvard HMS y el Programa de Biología Vascular del Boston Children's Hospital, así como profesor deBioingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard ". Este nuevo hallazgo de que tiene una actividad de unión de amplio espectro similar para muchos tipos diferentes de células cancerosas circulantes es igualmente emocionante y demuestra una vez más el poder de aprovechar los principios del diseño biológico al desarrollar nuevosinnovaciones. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica en Harvard . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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