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A LAB-ON-A-CHIP DEVICE FOR PURE CIRCULATING TUMOR CELL ISOLATION FROM WHOLE BLOOD FOR CANCER THERAPY

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Un método innovador para detectar células cancerosas en sangre

Los métodos actuales para identificar tipos específicos de células en sangre requieren unas laboriosas técnicas de marcaje de biomarcadores. Un proyecto financiado con fondos europeos ha desarrollado un innovador sistema sin etiquetas basado en señales eléctricas para detectar células tumorales poco frecuentes.

Salud

Las células poco frecuentes que dan lugar a tumores pueden desplazarse por el flujo sanguíneo y, en ocasiones, propagarse a otros órganos del cuerpo. Sin embargo, dado que las células tumorales circulantes (CTC) son tan poco numerosas, detectarlas es como encontrar una aguja en un pajar. «En 1 ml de sangre, tan solo hay unas cuantas CTC frente a millones o incluso miles de millones de otros tipos de células, incluidos leucocitos y glóbulos rojos», explica el coordinador del proyecto pureCTC, Wim de Malsche, catedrático del departamento de ingeniería química en la Universidad Libre de Bruselas (VUB, por si siglas en neerlandés) en Bélgica. «No es fácil detectar todos los tipos de cáncer». Todos los sistemas existentes para detectar tipos específicos de células requieren un marcaje previo de biomarcadores, pero, dada la amplia variación de las CTC, sería un sistema engorroso y complejo de usar. Para evitar el marcaje y obtener un método genérico que pueda detectar CTC de muchos tipos diferentes de cáncer, el proyecto desarrolló una plataforma microfluídica para un cribaje de alto rendimiento para identificar y aislar CTC a escala de células únicas con métodos electroquímicos.

Un sistema sin etiquetas

Las diferentes células cancerosas tienen diferentes propiedades eléctricas que se pueden detectar mediante señales eléctricas. Para identificar las CTC, se utilizó una técnica conocida como espectroscopia de impedancia electroquímica. «Según fluyen tales células, se aplica una señal eléctrica oscilante y se obtiene una respuesta. Sobre la base de esa firma, se pueden diferenciar esas células cancerosas de los leucocitos y de los glóbulos rojos», añade de Malsche. «Hemos desarrollado una plataforma que consiste en dos dispositivos acoplados», afirma Sertan Sukas, actualmente investigador de posdoctorado en el departamento de ingeniería biomédica de la Universidad Tecnológica de Eindhoven en los Países Bajos, que ha recibido una subvención del programa Marie Skłodowska-Curie para dos años con el fin de establecer un laboratorio multidisciplinario especial en la VUB para el proyecto. «El primer componente sirve para separar la muestra de sangre y realizar el enriquecimiento previo mediante la concentración acústica o acustoforesis; el segundo es el detector, formado por electrodos integrados para la detección de impedancia», señala Sukas. La acustoforesis emplea ondas sonoras para mover partículas, tras lo cual se pueden separar células únicas mediante los electrodos del detector para identificar las propiedades eléctricas célula a célula.

Fase temprana

Los experimentos se basaron en sangre procedente de personas sanas mezclada con células cancerosas. Sukas explica: «A escala de laboratorio, tenemos la prueba de concepto. Todavía estamos en una fase temprana y por el momento solo hemos trabajado con líneas de células cancerosas, pero más adelante podremos establecer la correspondencia entre las propiedades eléctricas y las propiedades de las células. Todavía no hemos podido trabajar con muestras de pacientes de hospitales, por lo que tenemos que avanzar a la siguiente fase para demostrar clínicamente la eficacia. Intentaremos identificar algunos tipos de cáncer y crear una biblioteca, pero todavía no tenemos esos datos puesto que necesitamos un sensor optimizado y aún estamos trabajando en ello». Según explica Sukas: «Al final, desarrollamos un sistema de detección eléctrica sensible que muestra el potencial de diferenciar las células tumorales CTC del resto de células sanguíneas y, además, podría utilizarse como dispositivo de análisis hematológico, generalmente para obtener información sobre el contenido de leucocitos». «Un sistema sin etiquetas permite realizar un análisis adicional», añade Sukas, destacando que es más sensible que un sistema de marcaje de biomarcadores típico. Ya han presentado una solicitud de patente para el dispositivo.

Palabras clave

pureCTC, células sanguíneas, cáncer, células cancerosas, tumor, biomarcador, acustoforesis, microfluídica, detección de impedancia

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