Un nuevo chip basado en nanotubos de carbono permite el análisis inmediato de células tumorales en sangre

07 Junio 2017

Imagen Destacada
La detección precoz y precisa del cáncer es fundamental para que las terapias contra el cáncer tengan éxito. En la mayoría de los casos, una biopsia de tejido tumoral es el único medio inicial de hacer un diagnóstico. Sin embargo, las biopsias líquidas – en las que se aíslan las células tumorales circulantes (CTC) a partir de muestras de sangre – se están convirtiendo en un complemento viable o incluso alternativo a las biopsias invasivas de tumores metastásicos sobre todo debido al aumento en la precisión del diagnóstico.

Pedro Hidalgo Alcalde

La detección de CTC es un aspecto de enorme interés sobre todo a la hora de evaluar la difusión del cáncer, predecir el pronóstico del paciente, y también ante una rápida evaluación de los posibles tratamientos terapéuticos, por lo que dicha detección representa una alternativa potencial fiable ante biopsias invasivas y ante un posible análisis genético proteómico y funcional subsiguiente.

Desafortunadamente, dado que la sangre humana es un fluido complejo que contiene una gran variedad de células y metabolitos, la detección rápida de la CTC es una tarea bastante difícil. Durante los últimos 15-20 años, esta alternativa ha estado beneficiándose de los avances en técnicas de microfluidos, por lo que la comunidad científica ha estado cada vez más y más cerca para poder aislar de manera efectiva las CTC.

La mayoría de las técnicas de aislamiento de CTC se basan en la detección de EPCAM (una proteína conocida como molécula de adhesión de células epiteliales, ya que esta EpCAM se manifiesta en la superficie de una amplia variedad de células tumorales).

Balaji Panchapakesan, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de Worcester Polytechnic Institute ha manifestado que: ” El aislamiento de CTC basado en la dectección de EPCAM tiene ciertas limitaciones ya que la proteína EPCAM disminuye durante la metástasis; además, hoy en día la mayoría de aislamientos CTC se basan en los avances sobre microfluidos. Nuestro trabajo demuestra una filosofía completamente nueva en la detección de CTC que no es inmunomagnética ni basada en microfluidos.”

Su equipo ha publicado recientemente un trabajo en la revista Nanotechnology (29 Septiembre – 2016) titulado “Static micro-array isolation, dynamic time series classification, capture and enumeration of spiked breast cancer cells in blood: the nanotube–CTC chip”, donde Panchapakesan y sus colaboradores presenta un diseño completamente nuevo de micro-matriz que está orientado hacia la captura y detección de CTC desde una perspectiva totalmente nueva (Ver Figura 1).

Este nuevo enfoque se basa en en el aislamiento directo de CTC. Para ello se ha utilizado un aislamiento estático en forma de micro-arrays de nanotubos de carbono de una sola pared (SWCNTs). El uso de fotolitografía, deposición de metal, y técnicas de ataque químico, permite fabricar chips que contienen una matriz de 76 elementos de los dispositivos de SWCNT que están funcionalizados con anti-EpCAM, receptor 2 del factor de crecimiento epiterial (anti-Her2) y de anticuerpos de inmunoglobulina no específica (IgG).

Panchapakesan ha indicado que: “Nuestro chip incorpora tanto la tecnología de detección como de captura. La naturaleza hidrófoba de los nanotubos resultantes juega un papel importante”. Añade que esta nueva tecnología de detección y captura permite detectar un gran número de células de cáncer de mama en sangre sin pre-etiquetado, pre-fijación, o cualquier otra etapa de procesamiento. “La sangre simplemente es absorbida y mediante detección eléctrica y de distorsión temporal dinámica (DTW) podemos conseguir la detección y la clasificación. Los dispositivos clasificadores pueden ser analizados mediante microscopía óptica confocal en el propio chip” (Ver figura 2).

El chip de nanotubos-CTC se puede personalizar para diferentes tipos de cáncer, y así poder realizar estudios combinados sobre células cancerosas. Potencialmente se puede ahorrar tiempo y dar más información acerca de la enfermedad.

Figura 1.- Esquema del dispositivo para la captura de las células tumorales en la sangre.

Figura 2. Figura 2. (a) Micro-matriz de 76 elementoss; En el” inset” vemos la imagen SEM de los CNT y la imagen óptica de uno de los sensores; (B) colocación de la muestra, en este caso la gota de sangre, donde se marca la fuente, drenaje y electrodo de referencia como los tres contactos eléctricos necesarios para llevar a cabo la medida.

Fuente: Nanotecnology (IOP Science)  Nano werk

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *