Plataforma híbrida de biopsia líquida facilita el seguimiento y monitorización de las células tumorales circulantes

A través de la creación de una plataforma híbrida de biopsia líquida microfluídica que incorpora microscopía de fuerza atómica (AFM), los investigadores del cáncer capturaron y caracterizaron las células tumorales circulantes (CTC), una técnica que debería ser útil en el diagnóstico y pronóstico del cáncer de próstata, así como de otras formas de cáncer.

Se sabe que las células tumorales circulantes (CTC) transportadas por el torrente sanguíneo del paciente conducen a la diseminación metastásica del cáncer. Aunque son biomarcadores importantes de cáncer, las CTC son muy raras y difíciles de aislar del fondo de miles de millones de células sanguíneas sanas. No obstante, ha quedado claro que la comprensión de las características nanomecánicas de las CTC, como la elasticidad y la adhesividad, sería un avance significativo en el seguimiento y monitorización de la progresión del cáncer y la metástasis.


Para lograr esta comprensión, los investigadores de la NYU Dubái (Nueva York, NY, EUA y Dubái) desarrollaron una plataforma combinada de microfluidos-AFM basada en la captura específica de anticuerpos de las CTC en muestras de sangre total de pacientes con cáncer de próstata y la posterior caracterización de su elasticidad y adhesividad. El dispositivo microfluídico fue diseñado para proporcionar una alta densidad de anticuerpos orientados en su superficie de vidrio. El dispositivo se ensambló a través de una unión física y reversible de polidimetilsiloxano (PDMS) al vidrio, que luego permitió el acceso externo a las CTC capturadas. El dispositivo fue altamente eficiente en la captura de CTC de próstata a través de anticuerpos dirigidos a su molécula de adhesión celular epitelial (EpCAM), el antígeno prostático específico (PSA) y el antígeno prostático específico de membrana (PSMA).

La microscopía de fuerza atómica (AFM) es un tipo de microscopía de sonda de barrido (SPM), con resolución demostrada en el orden de fracciones de un nanómetro, más de 1000 veces mejor que el límite de difracción óptica. La AFM tiene tres habilidades principales: medición de fuerza, imágenes topográficas y manipulación. En la medición de fuerza, los AFM se pueden usar para medir las fuerzas entre la sonda del microscopio y la muestra en función de su separación mutua. Esto se puede aplicar para medir las propiedades mecánicas de la muestra, como el módulo de Young de la muestra, una medida de la rigidez.

Los resultados revelaron que el dispositivo biofluídico híbrido era adecuado para la mediciones de AFM de la CTC intactas capturadas. Cuando se caracterizan nanomecánicamente, las CTC, que se originan en el cáncer metastásico, demostraron una disminución de la elasticidad y una mayor deformabilidad en comparación con las que se originan en el cáncer localizado. Si bien la adhesión promedio de las CTC a la superficie de la punta de AFM se mantuvo igual en ambos grupos, hubo menos eventos de adhesión múltiple en las CTC metastásicas que en sus contrapartes. Por lo tanto, se demostró que la plataforma es simple, robusta y confiable y podría ser útil en el diagnóstico y pronóstico del cáncer de próstata, así como de otras formas de cáncer.

“Esperamos que esta plataforma pueda constituir una herramienta potencialmente muy poderosa para el diagnóstico y el pronóstico del cáncer, al identificar los fenotipos mecánicos y biológicos de las CTC a nivel de células individuales”, dijo el autor principal, el Dr. Mohammad A. Qasaimeh, profesor asistente de ingeniería mecánica y biomédica en la NYU Dubái.

La plataforma de biopsia líquida-AFM se describió en la edición en línea del 23 de marzo de 2020 de la revista Microsystems and Nanoengineering.

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NYU Dubái