Huella eléctrica de vesículas extracelulares podría detectar cáncer de páncreas

El cáncer de páncreas a menudo se diagnostica solo después de que se ha propagado, lo que contribuye a una tasa de supervivencia a cinco años del 13 %. Los análisis estándar basados en sangre pueden tener dificultades para distinguir las señales tumorales del trasfondo de material celular normal. Las vesículas extracelulares (VE) en circulación pueden transportar información derivada del tumor, pero aislar los subconjuntos relevantes sigue siendo difícil. Nuevos hallazgos demuestran que se puede aprovechar una "huella" eléctrica en las VE para enriquecer las señales asociadas al cáncer.

Investigadores de la Universidad Rice (Houston, TX, EE.UU.) desarrollaron un dispositivo microfluídico de electroforesis que separa vesículas extracelulares por carga eléctrica para revelar partículas asociadas al cáncer de páncreas. El enfoque aísla una subpoblación enriquecida con una carga negativa más intensa, ofreciendo una forma de estudiar señales de la enfermedad que, de otro modo, quedarían ocultas en mediciones globales. El trabajo aborda un desafío diagnóstico en el que las VE derivadas de tumores están ampliamente superadas en número por vesículas liberadas por tejidos sanos.

La tecnología se basa en una característica física que las VE ya poseen: la carga eléctrica de su superficie. En modelos celulares de cáncer de páncreas, la activación de KRAS mutante aumentó la liberación de VE y produjo vesículas con una carga negativa más intensa. La firma eléctrica se atribuyó al ADN y a otros materiales presentes en la superficie externa de las VE. El dispositivo hace pasar cantidades minúsculas de suero sanguíneo a través de canales estrechos y utiliza un campo eléctrico para recolectar la fracción de VE con mayor carga negativa.

El equipo evaluó el método utilizando 112 muestras humanas que incluían individuos sanos, pacientes con cáncer de páncreas y pacientes con pancreatitis. Medir la carga promedio de todas las VE en sangre no distinguió las muestras con cáncer de las que no lo tenían porque las partículas relacionadas con el tumor estaban diluidas por vesículas procedentes de tejidos normales. Tras la separación basada en la carga, las muestras de cáncer de páncreas mostraron un mayor enriquecimiento de la población de VE altamente negativas, revelando diferencias que las mediciones globales habían enmascarado.

Los hallazgos se publicaron el 1 de septiembre en ACS Nano. Entre los colaboradores se incluyeron el Centro Oncológico MD Anderson de la Universidad de Texas, el Hospital Universitario Helios de Wuppertal y la Universidad de Heidelberg.

Según los investigadores, muchos métodos de VE existentes se basan en el tamaño, la densidad o la captura por afinidad, mientras que este dispositivo permite una recolección dirigida basada en propiedades eléctricas intrínsecas. Los resultados sugieren que clasificar partículas por una característica física puede revelar señales informativas que las mediciones promedio podrían pasar por alto.

“La sangre es un entorno increíblemente concurrido, así que el desafío no es simplemente encontrar partículas diminutas, sino identificar las que transportan información significativa. Nuestros resultados muestran que la carga eléctrica nos brinda otra forma de filtrar ese ruido y hacer visible una señal asociada al cáncer”, dijo Kshipra Kapoor, coautora principal del estudio y egresada de doctorado en ingeniería eléctrica y computación de Rice.

“Un electrocardiograma convierte la actividad eléctrica del corazón en información que los médicos pueden usar. En un espíritu similar, nuestro trabajo sugiere que las propiedades eléctricas de las vesículas extracelulares algún día podrían proporcionar otra forma de leer información biológica del cáncer”, dijo Kapoor.

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