Cámara rápida detecta células aberrantes de cáncer

Un equipo interdisciplinario de científicos con experiencia en óptica y electrónica de alta velocidad, microfluidos y biotecnología, ha desarrollado un microscopio óptico de flujo continuo, de alto rendimiento, con capacidad de detectar células raras, y sensibilidad de una parte por millón, en tiempo real.

Sólo hay un puñado de células cancerosas circulantes tumorales entre mil millones de células sanas, sin embargo, son los precursores de la metástasis, la propagación del cáncer que causa aproximadamente el 90% de la mortalidad por cáncer. Estas células deshonestas no se limitan al cáncer- también incluyen las células madre utilizadas para la medicina regenerativa y otros tipos de células.

Un microscopio óptico desarrollado por ingenieros de la UCLA podría facilitar mucho más la tarea. “Para atrapar a estas células elusivas, la cámara debe ser capaz de capturar y procesar digitalmente millones de imágenes de forma continua a una velocidad muy alta”, dijo Bahram Jalali, quien posee la cátedra Northrop Grumman de Opto-Electrónica e Ingeniería, Eléctrica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Henry Samueli, de la UCLA (Los Ángeles, California, EUA). “Las cámaras convencionales CCD y CMOS no son lo suficientemente rápidas y sensibles. Se necesita tiempo para leer los datos de la matriz de píxeles, y se vuelven menos sensibles, a la luz, a altas velocidades”.

La tecnología se basa en la tecnología de la cámara de extensión de tiempo, fotónica, creada por el equipo del Dr. Jalali, en 2009, para producir la cámara más rápida del mundo de funcionamiento continuo.

La detección de las células es difícil. Lograr una buena exactitud estadística requiere un instrumento automatizado y de alto rendimiento que puede examinar millones de células en un tiempo razonablemente corto. Los microscopios equipados con cámaras digitales son actualmente el estándar de oro para el análisis de las células, pero son demasiado lentos para ser de utilidad, para esta aplicación.

El actual método de la citometría de flujo tiene un alto rendimiento, pero puesto que se basa en la dispersión de la luz de un solo punto, en lugar de tomar una foto, no es lo suficientemente sensible como para detectar células muy raras, como las presentes en los pacientes con cáncer en etapa inicial o de pre-metástasis.

“A fin de validar la utilidad clínica de la tecnología, estamos realizando actualmente ensayos clínicos en colaboración con los médicos”, dijo Keisuke Goda, un gerente de programa de UCLA, en ingeniería eléctrica y bioingeniería. “La tecnología también es potencialmente útil para el análisis de orina, monitoreo de la calidad del agua y aplicaciones relacionadas”.

En la edición, en línea, de julio 2012 de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), los Dres. Jalali, Di Carlo, y sus colegas, describen cómo integraron esta cámara con la microfluídica avanzada y procesamiento de imágenes, en tiempo real, con el fin de clasificar las células en las muestras de sangre. La nueva tecnología de detección de sangre tiene una capacidad de 100.000 células por segundo, aproximadamente 100 veces más alta que los analizadores convencionales de sangre, basados en imagenología.

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UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science