Nuevo sistema microfluídico permite diagnóstico precoz del cáncer mediante análisis de sangre sencillos

Las células tumorales circulantes (CTC), que se desprenden de los tumores primarios y viajan por el torrente sanguíneo, representan un riesgo significativo al formar tumores secundarios en otros órganos. La detección y el análisis de estas células pueden desempeñar un papel crucial en el diagnóstico y el tratamiento de diversos tipos de cáncer. Sin embargo, la captura eficiente de CTC de la sangre ha demostrado ser difícil, especialmente dadas las complejidades y los costos asociados con la incorporación de anticuerpos en dispositivos microscópicos. Si bien los sistemas microfluídicos que utilizan anticuerpos han demostrado ser prometedores, la incorporación de anticuerpos en regiones específicas de dispositivos microscópicos implica procesos químicos complejos, lo que en última instancia aumenta los costos de producción y dificulta la escalabilidad. Ahora, científicos han desarrollado un microdispositivo simple y rentable que puede detectar células cancerosas en la sangre con alta sensibilidad.

Este novedoso dispositivo de diagnóstico microfluídico, desarrollado por investigadores de la Universidad de Chiba (Chiba, Japón), incorpora matrices de microconos para mejorar la captura de células cancerosas de la sangre. El equipo fabricó el dispositivo mediante la impresión de láminas de policarbonato (PC) con matrices de microconos mediante litografía de nanoimpresión térmica (T-NIL), una técnica de microfabricación basada en calor. Estos microconos, de aproximadamente 30 micrómetros de tamaño, se dispusieron en un patrón hexagonal y presentaron una rugosidad superficial a escala nanométrica que permitió la unión eficiente de anticuerpos anti-moléculas de adhesión de células epiteliales humanas. Las láminas de PC recubiertas de anticuerpos se colocaron entre un portaobjetos de vidrio y una placa plana para formar microcanales. Los científicos probaron varios ángulos de orientación de las matrices de microconos dentro de los microcanales para evaluar su influencia en el comportamiento de captura de células cancerosas.

Durante las pruebas experimentales, el dispositivo microfluídico capturó con éxito células de cáncer de mama humano (MCF-7) y de cáncer de pulmón humano (A549) de muestras de sangre. Los hallazgos, publicados en Lab on a Chip, muestran que el dispositivo mantuvo una eficiencia de captura de más del 90 % para células MCF-7 incluso a altas velocidades de flujo, particularmente cuando los ángulos de orientación del microcono se establecieron a 15° o 30°. Para demostrar aún más la capacidad de diagnóstico del sistema, los investigadores también realizaron inmunotinción utilizando tintes fluorescentes para marcar y observar proteínas específicas en las células capturadas. Las células cancerosas marcadas permanecieron atrapadas dentro de los microcanales y pudieron distinguirse fácilmente de las células normales bajo microscopía de fluorescencia. Este dispositivo de diagnóstico presenta un enfoque altamente sensible y mínimamente invasivo para la detección del cáncer. También puede ayudar a monitorear la eficacia del tratamiento e identificar la recurrencia del cáncer a través de simples análisis de sangre.

"Esperamos que, gracias a nuestro nuevo sistema microfluídico, incluso análisis de sangre sencillos puedan utilizarse para facilitar el diagnóstico temprano del cáncer. También podría ser útil para verificar la eficacia del tratamiento oncológico y monitorear la recurrencia después del mismo", afirmó el profesor Masumi Yamada, principal desarrollador del dispositivo.

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Universidad de Chiba