Tecnología de chip clasificador de células podría allanar el camino para elaboración de perfiles inmunológicos POC

Monitorear la respuesta del sistema inmunológico de los pacientes con cáncer durante la enfermedad y el tratamiento es importante para lograr resultados favorables. Para hacer esto, los laboratorios utilizan citometría de flujo para realizar perfiles inmunológicos, lo que implica identificar y cuantificar las células inmunes de un paciente en un momento específico. Esta información es vital para determinar el tratamiento más eficaz para un paciente con cáncer. Continuar con este perfil durante el tratamiento ayuda a los médicos a comprender qué tan bien está funcionando el tratamiento. A pesar de que el perfil inmunológico como guía de la terapia es un área floreciente en la investigación y el tratamiento del cáncer, no se ha adoptado ampliamente en la práctica clínica debido al alto costo, el gran tamaño y la complejidad de los equipos de citometría de flujo. Estas máquinas están confinadas a laboratorios especializados, y el transporte de muestras de sangre a estas instalaciones requiere mucho tiempo y condiciones especiales para mantener las células viables, lo que dificulta el seguimiento rutinario de los pacientes con cáncer. Ahora, una nueva tecnología de chip clasificador de células podría llevar la monitorización del sistema inmunológico a la práctica clínica para crear un plan de tratamiento del cáncer verdaderamente personalizado.

Investigadores del IMEC (Lovaina, Bélgica) han desarrollado una tecnología de citometría y clasificación de células que canaliza una muestra con células marcadas con fluorescencia a través de canales de microfluidos en un chip. Las células se guían hacia un láser de excitación, una unidad de detección y una unión de clasificación, donde las células objetivo se dirigen a un canal lateral utilizando burbujas de vapor creadas por microcalentadores en una microcámara llena de agua. Luego, las células objetivo se pueden recolectar y cuantificar al final de este canal lateral fluídico. Esta tecnología podría permitir a los oncólogos utilizar una herramienta portátil, aproximadamente del tamaño de una lonchera, en su consultorio o guardería para controlar periódicamente el sistema inmunológico de un paciente.

Imagen: Configuracion de la citometría con el chip de clasificación de células de IMEC (Fotografía cortesía de IMEC)

El proceso implicaría tomar una gota de sangre e insertar el cartucho del chip en una herramienta de análisis de escritorio, y los resultados estarían disponibles en minutos. El chip, producido utilizando tecnología de chip estándar en obleas de silicio de 200 mm, puede producirse en masa a un costo asequible, haciéndolo desechable si es necesario para evitar la contaminación cruzada de las muestras. Además, el proceso de fabricación permite múltiples canales de microfluidos por chip, lo que permite un alto rendimiento sin sacrificar la sensibilidad. Esto podría significar una firma inmune completa en tan solo 10 minutos. Al comparar estas firmas inmunes con conjuntos de datos más grandes, los oncólogos pueden determinar rápidamente si se logra un efecto terapéutico.

En la primera validación clínica de la tecnología de chip clasificador de células, los investigadores de IMEC junto con sus colegas de KU Leuven (Lovaina, Bélgica) se propusieron investigar si podía identificar y cuantificar células inmunes con tanta eficacia como los equipos de citometría de flujo. Eligieron estudiar las células T CD8+PD-1+, un tipo de célula que muestra proteínas CD8 y PD-1 en su superficie. CD8 identifica las células como células T citotóxicas, esenciales para reconocer y destruir objetivos como las células cancerosas. PD-1 es una proteína que regula la actividad de las células T, manteniendo el equilibrio inmunológico después de que un invasor es atacado. Sin embargo, las células cancerosas pueden manipular esta vía sobreexpresando ligandos PD-1, suprimiendo la respuesta inmune y permitiendo un crecimiento desenfrenado. El análisis de células T positivas para PD-1 en la sangre de un paciente con cáncer puede indicar si el cáncer emplea esta estrategia de evasión inmune.

En tales casos, se pueden usar fármacos inhibidores de puntos de control inmunológico para evitar que las proteínas PD-1 de las células T se unan a los ligandos PD-1 producidos por tumores, restaurando la capacidad de las células T para atacar a las células cancerosas. El chip identificó con precisión células T positivas para PD-1 en muestras de sangre de 15 pacientes con cáncer de ovario, igualando la precisión de los costosos equipos de citometría de flujo convencionales como FACS. Este logro marca un paso importante hacia el desarrollo de una herramienta en el punto de atención para la elaboración de perfiles inmunológicos, un avance innovador en la terapia contra el cáncer que tiene como objetivo personalizar los planes de tratamiento para cada paciente.

“Con el cáncer, no se quiere perder un tiempo precioso dándole al paciente una terapia costosa que no funciona. Esto es realmente cierto para el cáncer de ovario. Este tipo de cáncer se detecta principalmente en una etapa muy tardía porque el tumor tiene mucho espacio 'libre' para crecer en la cavidad abdominal antes de que el paciente experimente esto como dolor”, dijo la Dra.  An Coosemans, Ph.D., profesora en KU Leuven y dirige el Laboratorio de Inmunología e Inmunoterapia Tumoral. "La tecnología de clasificación de células de Imec tiene el potencial de proporcionar a los oncólogos una herramienta para realizar perfiles inmunológicos iniciales y repetidos para elegir el tratamiento más eficaz".

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