Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago y la Universidad de Tecnología de Queensland de Australia, han desarrollado un dispositivo que puede aislar células cancerosas individuales de muestras de sangre de pacientes. El dispositivo microfluídico funciona separando los diversos tipos de células que se encuentran en la sangre por su tamaño.El dispositivo podría algún día permitir biopsias líquidas rápidas y baratas para ayudar a detectar el cáncer y desarrollar planes de tratamiento específicos. Los hallazgos se informan en la revista Microsistemas y Nanoingeniería .
"Este nuevo chip de microfluídica nos permite separar las células cancerosas de la sangre total o de la sangre mínimamente diluida", dijo Ian Papautsky, profesor de bioingeniería de Richard y Loan Hill en la Facultad de Ingeniería de la UIC y autor correspondiente del artículo ".para detectar las células cancerosas que circulan en la sangre están disponibles, la mayoría son relativamente caras y están fuera del alcance de muchos laboratorios de investigación u hospitales. Nuestro dispositivo es económico y no requiere mucha preparación o dilución de muestras, por lo que es rápido y fácil de usar.utilizar."
La capacidad de aislar con éxito las células cancerosas es un paso crucial para permitir una biopsia líquida donde el cáncer podría detectarse mediante una simple extracción de sangre. Esto eliminaría la incomodidad y el costo de las biopsias de tejidos que usan agujas o procedimientos quirúrgicos como parte del diagnóstico de cáncer.La biopsia líquida también podría ser útil para rastrear la eficacia de la quimioterapia a lo largo del tiempo y para detectar el cáncer en órganos de difícil acceso a través de las técnicas tradicionales de biopsia, incluidos el cerebro y los pulmones.
Sin embargo, aislar las células tumorales circulantes de la sangre no es tarea fácil, ya que están presentes en cantidades extremadamente pequeñas. Para muchos tipos de cáncer, las células circulantes están presentes en niveles cercanos a uno por mil millones de células sanguíneas ". Un tubo de 7,5 mililitrosde sangre, que es un volumen típico para una extracción de sangre, podría tener diez células cancerosas y 35-40 mil millones de células sanguíneas ", dijo Papautsky." Así que realmente estamos buscando una aguja en un pajar ".
Las tecnologías de microfluidos presentan una alternativa a los métodos tradicionales de detección de células en fluidos. Estos dispositivos usan marcadores para capturar las células objetivo a medida que flotan o aprovechan las propiedades físicas de las células objetivo, principalmente el tamaño, para separarlasde otras células presentes en fluidos.
Papautsky y sus colegas desarrollaron un dispositivo que usa el tamaño para separar las células tumorales de la sangre. "Usar las diferencias de tamaño para separar los tipos de células dentro de un fluido es mucho más fácil que la separación por afinidad que usa etiquetas 'adhesivas' que capturan el tipo de célula correcto a medida quepasa ", dijo Papautsky." La separación por afinidad también requiere mucho trabajo de purificación avanzada que las técnicas de separación por tamaño no necesitan ".
El dispositivo que desarrollaron Papautsky y sus colegas capitaliza los fenómenos de migración inercial y difusión inducida por cizallamiento para separar las células cancerosas de la sangre a medida que pasa a través de 'microcanales' formados en plástico ". Todavía estamos investigando la física detrás de estos fenómenos y susinteractúa en el dispositivo, pero separa las células en función de pequeñas diferencias de tamaño que dictan la atracción de la célula a varios lugares dentro de una columna de líquido a medida que se mueve ".
Papautsky y sus colegas 'añadieron' muestras de 5 mililitros de sangre sana con 10 células de cáncer de pulmón de células pequeñas y luego pasaron la sangre a través de su dispositivo. Pudieron recuperar el 93 por ciento de las células cancerosas usando el dispositivo microfluídico.Los dispositivos de microfluídica desarrollados previamente diseñados para separar las células tumorales circulantes de la sangre tenían tasas de recuperación entre 50 y 80 por ciento.
Cuando analizaron ocho muestras de sangre tomadas de pacientes diagnosticados con cáncer de pulmón de células no pequeñas, pudieron separar las células cancerosas de seis de las muestras usando el dispositivo microfluídico.
Además de la alta eficiencia y confiabilidad de los dispositivos, Papautsky dijo que el hecho de que se necesita poca dilución es otra ventaja: "Sin tener que diluir, el tiempo para analizar las muestras es más corto y también el tiempo de preparación".sangre en sus experimentos, así como sangre diluida solo tres veces, lo cual es bajo en comparación con otros protocolos para la separación celular usando dispositivos basados en la migración inercial.
Papautsky y su colega Dra. Alicia Hubert, profesora asistente de cirugía en la Facultad de Medicina de la UIC, recibieron recientemente una subvención de un año de $ 125,000 del Centro de Cáncer de la Universidad de Illinois para desarrollar un dispositivo microfluídico que pueda separar las células tumorales circulantes comoasí como detectar ADN de células cancerosas en la sangre de pacientes con cáncer de pulmón. Utilizarán sangre de pacientes atendidos en el Centro de Cáncer de la Universidad de Illinois para evaluar la eficacia de su dispositivo prototipo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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