Un nuevo dispositivo microfluídico para la detección de células tumorales
Las células cancerosas de tumores metastásicos o primarios se dispersan con frecuencia a través de la circulación sanguínea. Estas células tumorales circulantes (CTC) podrían tener una gran importancia diagnóstica y terapéutica si pudieran ser identificadas y contadas en la sangre periférica de pacientes. Sin embargo, su escasa frecuencia requiere el empleo de dispositivos microfluídicos avanzados capaces de detectar y filtrar CTC en muestras de sangre. El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea BIOMEDMICROFLUIDICS (Modelling and optimization of microfluidic devices for biomedical applications) era incorporar técnicas precisas de optimización en el desarrollo de estos dispositivos. Los investigadores desarrollaron un modelo informático para simular los procesos complejos que acontecen en el interior de dispositivos microfluídicos. Este modelo tenía en cuenta varios fenómenos celulares, incluyendo la dinámica de fluidos, la interacción fluido-estructura, los movimientos de células individuales y sus colisiones mutuas. Los investigadores se aseguraron de que el diseño del modelo pudiera captar diferentes propiedades elásticas derivadas de la biología de las células y sus propiedades mecánicas. Además, estos modelizaron la adhesión mediada por enlaces receptor-ligando, y descubrieron que la rigidez de los enlaces controlaba el proceso de adhesión. Este modelo fue empleado para evaluar diferentes tipos de dispositivos microfluídicos y, en concreto, aquel empleado para la captura de CTC raras. Los investigadores evaluaron el efecto del hematocrito en la trayectoria de las CTC y detectaron que la probabilidad de adhesión celular estaba afectada en gran medida por la densidad celular. Es más, se descubrió que es crucial controlar la deformación de las células para reducir el daño celular. Por tanto, estos cuantificaron el grado de daño celular mediante la evaluación de la concentración de calcio intracelular, un marcador de la activación celular. El modelo informático desarrollado fue incorporado en un programa científico de código abierto disponible de forma gratuita para la comunidad investigadora. A largo plazo, la aplicación de este modelo debería favorecer no solo la diagnosis del cáncer, sino también el diseño de terapias personalizadas en tiempo real en función del número de CTC presentes.
Palabras clave
Dispositivo microfluídico, cáncer, sangre, células tumorales circulantes, adhesión, hematocrito, calcio intracelular
