Un equipo de ingenieros y médicos de la Universidad de Michigan (Estados Unidos) ha desarrollado un prototipo de dispositivo portátil que puede recolectar continuamente células cancerosas vivas directamente de la sangre de un paciente. El ‘wearable’, que ya ha sido probado en modelos animales, podría ser una alternativa a la biopsia y ayudar a diagnosticar y tratar el cáncer con mayor eficacia.
Los tumores pueden liberar más de 1.000 células cancerosas en el torrente sanguíneo en un solo minuto. Los métodos actuales para capturar células cancerosas de la sangre se basan en muestras del paciente, generalmente no más de una cuchara en una sola toma. Algunas muestras de sangre regresan sin células cancerosas, incluso en pacientes con cáncer avanzado, y una muestra típica no contiene más de 10 células cancerosas.
Durante un par de horas en el hospital, el nuevo dispositivo podría capturar continuamente células cancerosas directamente de la vena, examinando volúmenes mucho mayores de la sangre de un paciente. En las pruebas con animales, el chip de captura de células en el dispositivo portátil atrapó 3,5 veces más células cancerosas por mililitro de sangre que las muestras en curso recolectadas por extracción de sangre.
«Es la diferencia entre tener una cámara de seguridad que toma una instantánea de una puerta cada cinco minutos o hace un video», explica la directora de desarrollo del dispositivo, la doctora Sunitha Nagrath, profesora asociada de ingeniería química de la Universidad de Michigan, sobre la pertinencia de este ‘wearable’.
Las investigaciones muestran que la mayoría de las células cancerosas no pueden sobrevivir en el torrente sanguíneo, pero las que sí lo hacen tienen más probabilidades de comenzar un nuevo tumor. Típicamente, son estos tumores satélites, llamados metástasis, los que son mortales, en lugar del tumor original. Esto significa que las células cancerosas capturadas de la sangre podrían proporcionar mejor información para planificar los tratamientos que las de una biopsia convencional.
«Nadie quiere hacerse una biopsia. 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. Esa es la emoción de por qué estamos haciendo esto», explica Daniel F. Hayes, el autor principal del trabajo, que se ha publicado en la revista ‘Nature Communications’.
DETALLES DEL ESTUDIO El equipo probó el nuevo dispositivo en perros en el Centro de Cáncer Animal Flint de la Universidad Estatal de Colorado (Estados Unidos). Inyectaron células cancerígenas humanas a animales adultos sanos, que son eliminadas por el sistema inmunológico de los perros en el transcurso de unas pocas horas sin efectos duraderos.
Durante las primeras dos horas después de la inyección, los perros recibieron un sedante y se conectaron al dispositivo, que examinó entre el 1 y el 2 por ciento de su sangre. Al mismo tiempo, se les extraía sangre cada 20 minutos, y las células cancerosas de estas muestras se recogían mediante un chip del mismo diseño.
El dispositivo ‘encoge’ una máquina que es típicamente del tamaño de un horno a algo que podría ser usado en la muñeca y conectado a una vena en el brazo. Cuenta con protocolos para mezclar la sangre con heparina, un medicamento que previene la coagulación, y métodos de esterilización que matan a las bacterias sin dañar los marcadores inmunológicos o anticuerpos del chip. Además, contiene algunas de las bombas médicas más pequeñas en una caja impresa en 3D con la electrónica y el chip de captura de células cancerígenas.
En los próximos pasos del dispositivo, el equipo espera aumentar la tasa de procesamiento de la sangre. Luego, utilizarán el sistema optimizado para capturar células cancerosas de los perros mascota que llegan al centro como pacientes. Ahora, están desarrollando chips dirigidos a las proteínas de las superficies de las células de cáncer de mama canino.
Los investigadores estiman que el dispositivo podría comenzar las pruebas en humanos en tres a cinco años. Se usaría para ayudar a optimizar los tratamientos para los cánceres humanos al permitir a los médicos ver si las células cancerosas están produciendo las moléculas que sirven como dianas para muchos de los medicamentos más nuevos contra el cáncer
