Dispositivo automatiza recolección de vesículas extracelulares de fluidos biológicos

Un equipo de investigadores coreanos del cáncer ha desarrollado un sistema automatizado para aislar las vesículas extracelulares de los fluidos biológicos, tales como el medio de crecimiento de cultivo celular, la orina o la sangre.

Las vesículas extracelulares (EV) son vacuolas, en nanoescala, derivadas de células que pueden transportar ácidos nucleicos y proteínas de sus células de origen y muestran un gran potencial como biomarcadores para muchas enfermedades, incluyendo el cáncer. Los métodos actuales de aislamiento y análisis de las EV, son procedimientos complicados que requieren mucho tiempo, incluida la ultracentrifugación, y requieren grandes cantidades de material de muestra.

Para simplificar el aislamiento y el análisis de las EVs, los investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan desarrollaron un método rápido, libre de etiquetas y altamente sensible, basado en un dispositivo laboratorio-en-un-disco, integrado con dos nanofiltros. Este dispositivo “Exodisc” está compuesto por dos unidades de filtración independientes (con tamaños de 20 nanómetros y 600 nanómetros) dentro de un chip en forma de disco. Mientras se procesa durante 30 minutos, en un sistema microfluídico centrífugo, de tamaño de mesa, la muestra se transfiere a través de los dos nanofiltros integrados, lo que enriquece las EVs dentro del intervalo de tamaño de 20 a 600 nanómetros.

Los investigadores usaron una técnica de análisis de seguimiento de nanopartículas, cuantitativa, para mostrar que el dispositivo Exodisc permitió una recuperación de EVs de más del 95% a partir del sobrenadante de cultivo celular. El análisis de mARN, recuperado de las EVs, reveló que el Exodisc proporcionó una concentración, más de 100 veces mayor de mARN, en comparación con el método de ultracentrifugación, que es el estándar de oro. Además, un ensayo de inmunoabsorción enzimática (ELISA) en el disco usando EVs urinarios aislados de pacientes con cáncer de vejiga, mostró altos niveles de la expresión de las proteínas marcadoras, CD9 y CD81, lo que sugiere que este método puede ser potencialmente útil en las clínicas para evaluar las EVs en la orina en busca de biomarcadores para el diagnóstico del cáncer.

“Utilizando Exodisc, es posible aislar las EVs a partir de muestras primas en 30 minutos”, dijo el autor senior. El Dr. Yoon-Kyoung Cho, profesor de ingeniería biomédica del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan. “El proceso de pasar el filtro a través de la fuerza centrífuga se lleva a cabo automáticamente, recuperando, con efectividad, las EVs enriquecidas. Estamos realizando actualmente otros estudios para determinar las diversas enfermedades, incluyendo el cáncer mediante el análisis de las nanopartículas recogidas. Esperamos que este dispositivo puede contribuir significativamente al avance de los estudios relacionados con la biología tumoral y la aceleración del uso práctico de biopsias líquidas basadas en EV para la medicina personalizada en entornos clínicos”.

El dispositivo Exodisc fue descrito en detalle en la edición en línea del 9 de enero de 2017, de la revista ACS Nano.