Tecnología de nanoalambres para detectar biomarcadores de cáncer en orina

El análisis de microARN (miARN) en las vesículas extracelulares (EV) en la orina es importante para realizar diagnósticos tempranos, simples y no invasivos, de enfermedades basadas en miARN además de exámenes médicos oportunos.

Se ha desarrollado un nuevo método para detectar biomarcadores del cáncer en la orina utilizando un dispositivo compuesto por nanoalambres anclados en un sustrato microfluídico. Este dispositivo permite la recolección de EV con alta eficiencia y extracciones in situ de varios miARN de diferentes secuencias (alrededor de 1.000 tipos) que exceden significativamente el número de especies que se extraen mediante el método de ultracentrifugación convencional.

Científicos de la Universidad de Nagoya (Furo-cho, Japón) y sus colegas fabricaron dispositivos microfluídicos anclados a nanocables para la extracción in situ de miARN encapsulados en las EV en la orina, que se fabricaron uniendo el nanocable—el sustrato incrustado de polidimetilsiloxano (PDMS) con un sustrato de PDMS estructurado en espina de pez. Este nuevo método se basa en jugar con las fuerzas de carga negativa de las EVs con la carga positiva de los nanoalambres para extraer los miARN de la orina de pacientes con toda una variedad de enfermedades. El equipo examinó muestras de pacientes con cáncer de páncreas, hígado, vesícula y próstata, además de muestras de individuos normales.

Los científicos utilizaron una bomba de jeringa para hacer circular la orina en el dispositivo y luego transfirieron las muestras extraídas a la plataforma de microarray 3D-Gene de Toray (Toray Industries, Tokio, Japón) para el análisis de miARN mediante pipeteo. Con el uso del dispositivo, fueron capaces de detectar 1.106 tipos diferentes de miARN en un solo mililitro, frente a un rendimiento promedio de 200 a 400 miARN en total, obtenidos con los métodos convencionales, como la centrifugación.

El éxito del dispositivo se atribuyó a la estabilidad mecánica de los nanoalambres anclados durante el flujo del buffer, así como a la recolección electrostática de las EV en los nanoalambres. El método produjo miARN, potencialmente relacionados con el cáncer, en la orina no solo para las neoplasias urológicas como el cáncer de próstata y vejiga, sino también para las no urológicas, como el cáncer de hígado y el cáncer de páncreas, los científicos creen que el dispositivo podrá ser aplicado ampliamente.

Takao Yasui, PhD. un profesor asistente y autor correspondiente del estudio, dijo: “Nuestro dispositivo desarrollado podría permitirnos recolectar miles de microARN urinarios a partir de solo 1 mL de orina. Nuestro nuevo método debería permitir a los científicos acercarse al objetivo a largo plazo de los diagnósticos tempranos basados en los miARN urinarios y la realización de controles médicos oportunos para una variedad de cánceres”. El estudio fue publicado el 15 de diciembre de 2017 en la revista Science Advances.