Realice un seguimiento de las células cancerosas circulantes a través de un chip de nanopartículas

Realice un seguimiento de las células cancerosas circulantes a través de un chip de nanopartículas


En la revista se publicaron nuevos resultados de investigación sobre la captura y liberación no destructiva de células tumorales circulantes. micro máquinas. Esta investigación tiene como objetivo utilizar un chip modificado con nanopartículas de gelatina multifuncional para aplicaciones biomédicas.

Realice un seguimiento de las células cancerosas circulantes a través de un chip de nanopartículas

células tumorales circulantes

Los diagnósticos de cáncer son una preocupación en todo el mundo; esto muestra el número estimado de diagnósticos de cáncer en 2018, que fue de alrededor de 18,1 millones de casos. También se informaron 9,6 millones de muertes y se espera que esas estadísticas aumenten a 24 millones de casos y 14,5 millones de muertes en 2035.

Los pacientes con cáncer pueden mostrar síntomas atípicos en una etapa clínica temprana. Esto es de especial preocupación ya que los pacientes con cáncer gástrico en etapa temprana pueden ser asintomáticos o presentar solo síntomas leves y no alarmantes.

Los síntomas incluyen náuseas y vómitos, no muy diferentes de otras condiciones más leves como la gripe. Los pacientes que experimentan esto a menudo no son conscientes de su cáncer y, a medida que la enfermedad avanza, el tratamiento puede volverse más complicado.

La metástasis, es decir, la diseminación del cáncer a sitios secundarios en los que se originó el cáncer, es un factor importante en la mortalidad relacionada con el cáncer y es responsable de aproximadamente el 90 % de los fracasos del tratamiento y las muertes relacionadas con el cáncer.

Sin embargo, los avances en la investigación biomédica para detectar la formación de cáncer y la metástasis en una etapa más temprana permitirían extirpar los tumores antes y reducir las tasas de mortalidad.

Las células cancerosas normalmente se liberan del sitio del cáncer primario al torrente sanguíneo y ayudan en la metástasis. Estas células circulantes se conocen como células tumorales circulantes (CTC).

Pueden sobrevivir en circulación y crecer en una nueva ubicación en el tejido circundante. Sin embargo, aunque se comercializan miles de CTC, solo se puede detectar un pequeño número.

Uso de CTC como biomarcadores

Las CTC tienen el potencial de usarse como biomarcadores ya que estas células se originan a partir de la masa tumoral primaria y, por lo tanto, pueden almacenar información genética. Dado que ingresan al torrente sanguíneo en las primeras etapas de la malignidad, pueden usarse para la detección potencial del cáncer.

Con este fin, se ha incrementado la investigación para capturar estas células y encontrar métodos simples y efectivos para distinguirlas de las células sanguíneas normales para su posterior análisis.

Esto es particularmente importante ya que las CTC tienen el potencial de ser una alternativa a las biopsias invasivas o usarse para monitorear la efectividad de los tratamientos y predecir el pronóstico.Rendimiento de detección de celdas del chip modificado GNP y el chip FTO desnudo.  (ai) Imagen de microscopio del rendimiento de detección de células por chip recubierto con GNP;  (a-ii) imagen SEM de una sola celda montada en un chip recubierto de GNP;  (bi) Imagen de microscopio del rendimiento de detección de células a través de un chip FTO desnudo;  (b-ii) Imagen SEM de una sola celda montada en un chip FTO desnudo.

Rendimiento de detección de celdas del chip modificado GNP y el chip FTO desnudo. (ai) Imagen de microscopio del rendimiento de detección de células por chip recubierto con GNP; (a-ii) imagen SEM de una sola celda montada en un chip recubierto de GNP; (bi) Imagen de microscopio del rendimiento de detección de células a través de un chip FTO desnudo; (b-ii) Imagen SEM de una sola celda montada en un chip FTO desnudo. © Xu L, Ma T, Zhang K, Zhang Q, Yu M y Zhao X, (2022)

Chip recubierto GNP

Los investigadores de este estudio diseñaron un sustrato nanoestructurado transparente de 1 cm x 1 cm. Para mejorar la eficiencia en la captura de células cancerosas y garantizar una liberación no destructiva, el equipo agregó una capa de nanopartículas de gelatina (GNP) sobre un vidrio de óxido de estaño dopado con flúor (FTO).

Este chip GNP es una mezcla de proteínas y péptidos derivados del colágeno animal que pueden inducir la adhesión y proliferación celular. Esto tiene muchas ventajas, p. B. que no causa problemas de inmunidad y no es tóxico.

Además, la fabricación de nanopartículas de gelatina y procesos como la modificación química de anticuerpos son más fáciles en comparación con los métodos de grabado químico para la fabricación de sustratos, como p. B. Litografía blanda.

La distribución de tamaños de los GNP oscila entre 150 y 300 nm, una propiedad ventajosa que puede aumentar la topografía local y proporcionar una mayor relación entre el área superficial y el volumen, lo que en última instancia puede permitir una captura de células cancerosas más eficaz.

Curiosamente, el uso de una solución de metaloproteinasa de matriz enzimática de baja concentración puede degradar las GNP y esto puede detener la unión entre el sustrato y las células sin dañar las células, lo que permite que las células liberadas se analicen a un nivel superior.

significado futuro

Los resultados de esta investigación revelaron que esta nanotecnología tiene una aplicación avanzada e innovadora para la captura de CTC con una eficiencia del 89,27%; y esto podría ser una herramienta prometedora para su uso como biomarcador en el diagnóstico del cáncer.

Los CTC también tuvieron una alta eficiencia de liberación del sustrato del 91,98 % y una viabilidad del 96,91 %. Este dispositivo fue capaz de detectar con éxito las CTC de muestras de sangre periférica de pacientes con cáncer avanzado, con siete muestras de pacientes que tenían CTC detectables y dos muestras de sangre sanas que no detectaron.

Esta investigación ilustra el potencial de este dispositivo para el análisis clínico del diagnóstico del cáncer, así como para el seguimiento terapéutico que podría informar el pronóstico de manera más eficaz. Este microchip es económico, transparente y se puede utilizar para una mayor identificación por inmunofluorescencia, lo que puede contribuir a un tratamiento más eficaz de los pacientes con cáncer, asegurando que los planes de tratamiento se ejecuten de manera más eficiente y se reduzcan las tasas de mortalidad.

referencias

Xu L, Ma T, Zhang K, Zhang Q, Yu M y Zhao X (2022) Chip multifuncional modificado con nanopartículas de gelatina para una captura mejorada y liberación no destructiva de células tumorales circulantes. micro máquinas, 13(3), p.395. Disponible en: https://www.mdpi.com/2072-666X/13/3/395/htm

Otras lecturas

Hu, X., Zang, X. y Lv, Y., 2021. Detección de células tumorales circulantes: avances y preocupaciones críticas (Revisión). Cartas de oncología, 21(5). Disponible en: https://doi.org/10.3892/ol.2021.12683

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