Ondas acústicas permiten separar células sanguíneas de las tumorales

Se ha desarrollado un dispositivo que permite encontrar en la sangre de un paciente con cáncer las células de tumores poco frecuentes y que será muy útil para comprobar si un tumor se va a extender.

Este pequeño dispositivo utiliza ondas de sonido inclinadas, las cuales constituyen una forma efectiva de clasificar las células sin necesidad de tratarlas con productos químicos ni deformarlas mecánicamente. Estas ondas sonoras atraviesan la trayectoria de las células en un ángulo en vez de ir en línea recta, lo que garantiza que cada célula se encuentra con varios nodos de baja presión, en lugar de uno sólo, en su viaje a través de un microcanal.

Científicos de la Universidad del Estado de Pensilvania (University Park, PA, EUA) trabajaron con colegas de otros institutos y desarrollaron una configuración específica, en la cual las ondas acústicas de superficie tienen un ángulo de inclinación permanente (taSSAW) y están orientadas con una inclinación óptima respecto a la dirección del flujo de un canal microfluídico. Para optimizar el diseño del dispositivo, se llevaron a cabo simulaciones sistemáticas de las trayectorias celulares, con un ajuste muy cercano al de los resultados experimentales.

En su estudio, el equipo probó inicialmente su dispositivo utilizando perlas de plástico y demostró que se podían separar unas perlas de 9,9 micras de diámetro de otras de 7,3 micras de diámetro, con una exactitud cercana al 97%. El equipo también probó la capacidad del dispositivo para separar la línea celular de cáncer de mama epitelial humano # 7 de la Fundación Michigan contra el Cáncer (MCF-7) que tiene 20 micras de diámetro, de los glóbulos blancos, los cuales tienen alrededor de 12 micras de diámetro. Las células también se diferencian por su compresibilidad y su densidad. Los resultados mostraron que el clasificador de células recuperó alrededor del 71% de las células cancerosas. Una de las pruebas que se utilizó para determinar la viabilidad y la proliferación celulares fue el análisis por inmunoadsorción ligado a enzimas BrdU para proliferación celular Roche Diagnostics (Indianápolis, IN, EUA).

El equipo planea ahora probar este dispositivo de 18 mm con muestras de sangre de pacientes con cáncer en un ámbito clínico. Las células tumorales circulantes son muy escasas, pues 1 mL de sangre de un paciente típico de cáncer puede contener sólo unas pocas células tumorales. Los científicos han presentado la solicitud para la patente de su dispositivo. Ellos lo ven ayudando a los médicos a determinar si el tumor de un paciente está a punto de propagarse a otras partes del cuerpo cuando los tumores que están cerca de hacer metástasis comienzan a exportar células que viajan a través del torrente sanguíneo.

Los autores llegaron a la conclusión de que el diseño sencillo, el bajo costo y el proceso de fabricación estándar de su dispositivo permiten una fácil integración con otras tecnologías de laboratorio-en-un-chip y que una pequeña fuente de alimentación por radio frecuencia (RF) permitiría desarrollar posteriormente un sistema totalmente integrado para la separación y el análisis de las células. El estudio fue publicado el 25 de agosto de 2014, en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

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Pennsylvania State University

Roche Diagnostics