El dispositivo "Lab-On-A-Disc" abre el camino hacia biopsias líquidas más automatizadas

Las vesículas extracelulares (VE) son diminutas partículas liberadas por las células al torrente sanguíneo que contienen información molecular sobre su estado, incluyendo si son cancerosas. Sin embargo, las VE son muy diversas, escasas y se encuentran mezcladas con muchos otros componentes sanguíneos, lo que dificulta su aislamiento y análisis fiable. Los métodos actuales de biopsia líquida basados en VE son lentos, manuales y poco adecuados para medir múltiples biomarcadores de cáncer simultáneamente. Investigadores han desarrollado un sistema automatizado que integra el aislamiento de VE y el análisis multiplex de proteínas en un solo dispositivo, lo que permite la detección precisa de múltiples cánceres a partir de una simple muestra de sangre.

En un estudio dirigido por el Hospital General de Massachusetts (Boston, MA, EUA), los investigadores se propusieron determinar si las VE podían procesarse de forma totalmente automatizada, imparcial y de alto rendimiento, apta para el diagnóstico clínico. Su objetivo era combinar la separación de plasma, el enriquecimiento de VE y el marcaje simultáneo de múltiples marcadores proteicos de VE en un dispositivo práctico y fácilmente adaptable al ámbito sanitario.

Imagen: el dispositivo automatiza el aislamiento de vesículas extracelulares y el perfilado de proteínas para la detección de múltiples cánceres a partir de pequeñas muestras de sangre (fotografía cortesía de Shutterstock)

Para lograrlo, el equipo desarrolló una plataforma centrífuga de laboratorio en disco llamada SpinEx. El dispositivo integra cromatografía en disco para aislar las VE, cámaras de microesferas para capturarlas y compartimentos dedicados para marcar simultáneamente múltiples dianas proteicas de VE. Todos los pasos se realizan automáticamente dentro del mismo disco, tras lo cual las VE marcadas se cuantifican mediante citometría de flujo de alto rendimiento.

SpinEx aisló y marcó con éxito VE de tan solo 150 microlitros de sangre, demostrando un procesamiento rápido y totalmente automatizado. Los perfiles de proteínas de VE resultantes distinguieron con precisión las muestras cancerosas de las normales en un conjunto de validación independiente. El sistema también clasificó correctamente cinco tipos de cáncer diferentes según los patrones de proteínas de VE.

La tecnología permite la detección mínimamente invasiva del cáncer mediante una simple extracción de sangre y un flujo de trabajo automatizado y estandarizado. Al capturar firmas ricas de proteínas VE, SpinEx podría facilitar la detección temprana del cáncer, mejorar la identificación del tipo de tumor y el seguimiento longitudinal de la enfermedad. Gracias a su compatibilidad con pruebas de alto rendimiento, la plataforma tiene un gran potencial de adopción clínica y futuros programas de cribado del cáncer a gran escala.

“Lo más significativo de este trabajo es demostrar que un flujo de trabajo complejo de VE puede automatizarse por completo sin perder profundidad analítica”, afirmó el Dr. Hakho Lee, coautor principal del artículo publicado en Nature Biomedical Engineering. “Las VE han demostrado ser prometedoras para el diagnóstico del cáncer desde hace tiempo, pero su aplicación se ha visto limitada por los pasos de procesamiento laboriosos y fragmentados. La capacidad de SpinEx para procesar sangre completa y obtener resultados de biomarcadores multiplexados supone un avance significativo en la mejora de la atención al paciente”.

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Hospital General de Massachusetts Brigham