Nuevo método permite detección no invasiva de células tumorales circulantes en la sangre

La metástasis, el proceso por el cual las células cancerosas adquieren la capacidad de diseminarse y crear nuevos tumores en diferentes lugares del cuerpo, generalmente a través de los vasos sanguíneos o linfáticos, es un marcador importante de cáncer avanzado y complica el tratamiento. La detección temprana es crucial y se puede lograr mediante la identificación de células tumorales circulantes (CTC) en muestras de sangre. Sin embargo, las CTC pueden ser escasas y pueden estar ausentes en pequeñas muestras de sangre, a pesar de estar presentes en el torrente sanguíneo de un paciente. Los investigadores han desarrollado una solución a este problema a través de una técnica denominada citometría de flujo difusa in vivo (DiFC). Esta técnica consiste en marcar las CTC con un agente fluorescente, enfocar un láser en una arteria y usar un detector para capturar las señales fluorescentes resultantes para contar las CTC. Sin embargo, la eficacia de DiFC puede verse muy afectada por el ruido de fondo, principalmente por la fluorescencia inherente del tejido circundante, denominada autofluorescencia (AF).

Un equipo de investigación conjunto de la Universidad de Tufts (Medford, MA, EUA) y la Universidad de Northeastern (Boston, MA, EUA) está trabajando para abordar este problema y mejorar el método DiFC desarrollado inicialmente por el grupo de Northeastern. Su último estudio evaluó la eficiencia de un nuevo método denominado método de relación dual (DR), diseñado por el grupo Tufts, para reducir el ruido en DiFC y aumentar su rango de penetración. Creado inicialmente para técnicas de espectroscopia, el método DR ahora se ha adoptado para DiFC. El nuevo sistema DR DiFC utiliza dos láseres y dos detectores dispuestos estratégicamente en el espacio. En teoría, al combinar las señales de los dos detectores, se puede eliminar el ruido y se pueden minimizar las contribuciones de AF de la superficie del medio medido, como la piel. Sin embargo, las condiciones bajo las cuales DR DiFC realmente supera a DiFC estándar siguen siendo inciertas.

Imagen: Los investigadores exploran una estrategia novedosa para mejorar la precisión y el rango de la citometría de flujo difusa in vivo (Fotografía cortesía de SPIE)

Los investigadores abordaron esta incertidumbre de tres maneras. Realizaron simulaciones Monte-Carlo con varios parámetros de ruido y AF, incluidas diferentes configuraciones de fuente-detector. Realizaron experimentos DR DiFC en un fantasma de flujo que imitaba tejido sintético con microesferas fluorescentes que imitaban células. Finalmente, el equipo midió la AF de la piel del ratón y el músculo subyacente para comprender la variación del ruido con el tipo y la profundidad del tejido. Los experimentos demostraron que DR DiFC era superior a DiFC estándar si la fracción de ruido no cancelada por DR estaba por debajo del 10 % y si las contribuciones de AF estaban más concentradas cerca de la superficie que distribuidas uniformemente dentro del volumen objetivo.

Sin embargo, como sugirieron los experimentos con ratones, la AF suele ser más alta en la piel que en el músculo subyacente, lo que sugiere que DR DiFC podría ofrecer una ventaja sobre DiFC estándar en la mayoría de los casos. En particular, si AF era más alta cerca de la superficie en lugar de estar distribuida uniformemente, DR DiFC tenía un rango de penetración considerablemente mayor que el DiFC estándar. En general, estos hallazgos son cruciales para el desarrollo de DR DiFC como una técnica emergente para la detección no invasiva de moléculas fluorescentes en el torrente sanguíneo. Este método permitirá a los médicos detectar rápidamente células cancerosas en la sangre de los pacientes sin necesidad de extraer muestras, lo que hará que el diagnóstico de metástasis sea más simple y preciso. En el futuro, podría extenderse a otros tipos de células o moléculas sistémicas de interés.

Enlaces relacionados:
Universidad de Tufts
Universidad de Northeastern