Un nuevo dispositivo portátil puede detectar el cáncer con más precisión
Investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado y ahora están probando un dispositivo que llaman "el epítome de la medicina de precisión" que detecta el cáncer en la sangre circulante.
“Nadie quiere hacerse una biopsia”, dice el Dr. Daniel Hayes, Stuart B. Padnos, profesor de investigación del cáncer de mama en el Centro Oncológico Rogel de la Universidad de Michigan en Ann Arbor.
Las biopsias son invasivas y pueden resultar incómodas; sin embargo, actualmente son el método más preciso para determinar si una persona tiene cáncer o no.
Pero, sugiere el Dr. Hayes, "si pudiéramos obtener suficientes células cancerosas de la sangre, podríamos usarlas para aprender sobre la biología del tumor y el cuidado directo de los pacientes".
El Dr. Hayes y su equipo han desarrollado recientemente un dispositivo portátil que puede "filtrar" la sangre circulante en busca de células cancerosas que, si pasa todas las pruebas, podría reemplazar las biopsias líquidas en las que los profesionales de la salud toman muestras de sangre u orina de las personas para buscar marcadores de cáncer.
Los tumores cancerosos liberan células a la sangre, lo que significa que, al menos en teoría, al tomar una muestra de sangre y analizarla, un especialista debería poder detectar la presencia de cáncer.
Sin embargo, es más fácil decirlo que hacerlo, ya que, incluso en personas que tienen tumores malignos, las muestras de sangre pueden no revelar mucho o nada en absoluto, ya que las células cancerosas que sus tumores liberan en la sangre circulan rápidamente y pueden no aparecer de forma rápida. muestra de sangre única.
Estimulado por esta complicación, el Dr. Hayes y sus colegas de la Universidad de Michigan han ideado un dispositivo que puede hacer todo el trabajo de las pruebas de biopsia líquida pero en realidad “escaneando” el torrente sanguíneo en busca de células cancerosas.
Por el momento, el equipo ha probado este dispositivo en perros e informa los hallazgos en la revista. Comunicaciones de la naturaleza.
Desafíos para alcanzar un diseño eficaz
Los investigadores explican que aunque la mayoría de las células cancerosas que terminan en el torrente sanguíneo no sobreviven por mucho tiempo, las que sí sobreviven pueden terminar en diferentes partes del cuerpo y formar un nuevo tumor metastásico.
Crédito de la imagen: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Por esta razón, es importante detectar la presencia de cáncer lo antes posible y atacarlo con el tratamiento adecuado, evitando que se propague y cause más daños.
Cuando decidieron intentar desarrollar un dispositivo portátil para la detección de células cancerosas en la sangre, el Dr. Hayes y sus colegas se enfrentaron a una serie de obstáculos que tuvieron que sortear.
En primer lugar, el dispositivo tiene un tamaño de aproximadamente 2 por 2,75 por 1 pulgada, pero debe ajustarse a toda la tecnología de detección y análisis de sangre que normalmente equivale a máquinas tan altas como un escritorio. Luego, tuvieron que encontrar formas de hacer que este dispositivo portátil fuera efectivo y seguro.
"Las partes más desafiantes fueron integrar todos los componentes en un solo dispositivo y luego asegurarse de que la sangre no se coagule, que las células no obstruyan el chip y que todo el dispositivo sea completamente estéril", explica el primer autor del estudio. , Tae Hyun Kim, Ph.D.
El equipo propuso algunas soluciones creativas para todos estos problemas. En primer lugar, encontraron una forma de mezclar la sangre que corre a través del dispositivo con un anticoagulante (agente anticoagulante de la sangre): heparina. Luego, idearon una forma de asegurarse de que el dispositivo permaneciera estéril sin afectar los anticuerpos en el chip que ayudan a identificar las células cancerosas.
En cuanto al chip que se encuentra en el núcleo de este dispositivo, los investigadores explican que utiliza óxido de grafeno para crear mecanismos de "filtrado" con anticuerpos que pueden capturar más del 80 por ciento de las células cancerosas presentes en la sangre.
"El epítome de la medicina de precisión"
Para probar este dispositivo, los investigadores trabajaron con perros sanos a los que inyectaron células cancerosas humanas. El equipo asegura que este tratamiento no tiene ningún efecto a largo plazo en los animales cuyos sistemas inmunológicos eliminan las células extrañas a las pocas horas de la inyección.
En su experimento, los investigadores administraron a los perros sedantes suaves durante las primeras horas posteriores a las inyecciones de células cancerosas y luego colocaron los dispositivos de detección.
Además, el equipo recolectó muestras de sangre de cada animal cada 20 minutos y las examinó en busca de células cancerosas por separado, utilizando chips con el mismo diseño que los que insertaron en los dispositivos experimentales.
Los investigadores encontraron que el dispositivo portátil identificaba y recogía 3,5 veces más células cancerosas por mililitro de sangre que el mismo chip al "escanear" muestras de sangre in vitro.
“Es la diferencia entre tener una cámara de seguridad que toma una instantánea de una puerta cada cinco minutos o toma un video. Si un intruso entra entre las instantáneas, no lo sabrás ”, dice la coautora del estudio Sunitha Nagrath, Ph.D.
En estudios futuros, los investigadores apuntan a perfeccionar el dispositivo portátil aumentando su tasa de procesamiento de sangre. Para probarlo más, en un contexto más realista, los investigadores planean usarlo en perros que ya tienen cáncer.
Si bien el nuevo dispositivo ha demostrado ser muy prometedor hasta ahora, el Dr. Hayes cree que todavía queda un tiempo hasta que esté disponible para los humanos. Él estima que el equipo puede realizar ensayos clínicos en participantes humanos dentro de 3 a 5 años.
"Este es el epítome de la medicina de precisión, que es tan emocionante en el campo de la oncología en este momento".
Dr. Daniel Hayes
