Prueba rápida de sangre puede diagnosticar cáncer cerebral en menos de una hora

El glioblastoma, un cáncer cerebral agresivo y actualmente incurable, generalmente deja al paciente promedio con una expectativa de vida de 12 a 18 meses después del diagnóstico. La detección temprana es crucial para maximizar las opciones de tratamiento, lo que puede ayudar a retardar la progresión del tumor y potencialmente prolongar la vida del paciente. Ahora, un dispositivo innovador ha demostrado ser capaz de diagnosticar el glioblastoma en menos de una hora. El componente central de este dispositivo es un biochip que emplea tecnología electrocinética para identificar biomarcadores, específicamente receptores del factor de crecimiento epidérmico (EGFR, por sus siglas en inglés) activos, que suelen estar sobreexpresados en varios tipos de cáncer, incluido el glioblastoma, y se encuentran en vesículas extracelulares.

Las vesículas extracelulares, o exosomas, son nanopartículas únicas y considerablemente grandes secretadas por las células. Para desarrollar el dispositivo, el equipo de investigación de la Universidad de Notre Dame (Notre Dame, IN, EUA) se enfrentó a un doble desafío: distinguir los EGFR activos de los no activos y construir una herramienta de diagnóstico que pudiera detectar de manera sensible y selectiva los EGFR activos en vesículas extracelulares a partir de muestras de sangre. Su solución fue un biochip que integra un sensor electrocinético económico del tamaño de la punta de un bolígrafo. Esta configuración permite que los anticuerpos del sensor se unan varias veces a una sola vesícula, lo que mejora enormemente tanto la sensibilidad como la especificidad del diagnóstico. Además, se utilizan nanopartículas de sílice sintéticas para señalar la presencia de EGFR activos en las vesículas capturadas, lo que aporta una fuerte carga negativa que provoca un cambio de voltaje detectable cuando los EGFR activos están presentes, lo que indica glioblastoma.

Imagen: El biochip se utiliza para detectar biomarcadores del glioblastoma, un cáncer cerebral de rápido crecimiento (foto cortesía de Matt Cashore/University of Notre Dame)

Este innovador método de detección de carga reduce las interferencias comunes observadas en otras tecnologías de sensores que dependen de reacciones electroquímicas o fluorescencia. El sistema de diagnóstico consta de tres componentes principales: una interfaz de automatización, un prototipo de máquina portátil que suministra los materiales necesarios para la prueba y el propio biochip. Cada análisis, que consume solo 100 microlitros de sangre y se completa en menos de una hora, requiere un nuevo biochip que cuesta menos de 2 USD producir, mientras que la interfaz de automatización y el prototipo son reutilizables. Aunque inicialmente desarrollado para glioblastoma, esta tecnología es lo suficientemente versátil como para adaptarse potencialmente a otras enfermedades al detectar varias nanopartículas biológicas. El equipo está investigando actualmente su aplicación en el diagnóstico del cáncer de páncreas y otras afecciones como las enfermedades cardiovasculares, la demencia y la epilepsia.

“Nuestro sensor electrocinético nos permite hacer cosas que otros métodos de diagnóstico no pueden hacer”, afirmó Satyajyoti Senapati, profesor asociado de investigación de ingeniería química y biomolecular en Notre Dame y coautor del estudio. “Podemos cargar sangre directamente sin ningún tratamiento previo para aislar las vesículas extracelulares porque nuestro sensor no se ve afectado por otras partículas o moléculas. Muestra un bajo nivel de ruido, lo que hace que sea más sensible para la detección de enfermedades en comparación con otras tecnologías”.

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Universidad de Notre Dame