Tecnologías de detección de cáncer en chips de microfluidos

Tecnologías de detección de cáncer en chips de microfluidos

Marca de tiempo: 1 de octubre de 2022 5:00 a. M.
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Tecnologías microfluídicas para la detección del cáncerCuando escuchas la palabra cáncer, evoca sentimientos tristes. La mayoría de los pacientes piensan que si la tienen, tienen menos posibilidades de sobrevivir y es el comienzo de una cuenta regresiva hacia la muerte. La mayoría de las personas solo conocen los tratamientos más comunes, como la quimioterapia, que usa medicamentos para matar las células cancerosas, la radiación que se usa para destruir las células cancerosas y dañar el ADN de las células cancerosas para detener su división y crecimiento, y la cirugía que extirpa los tejidos cancerosos. Se imaginan perder cabello y estar en el hospital durante semanas o incluso meses. Pero, ¿qué es realmente el cáncer? ¿Existe una cura? ¿Cuál es la probabilidad de supervivencia?

Según la Sociedad Canadiense del Cáncer, todos los tipos de cáncer comienzan en nuestras células. Tenemos muchas células, de hecho, billones de células que se agruparon para formar tejidos y órganos como músculos, huesos, pulmones, hígado y otros. Dentro de cada célula, nuestros genes le dan instrucciones a la célula sobre cuándo crecer, trabajar, dividirse e incluso morir. Nuestras células siguen estas instrucciones para mantenernos saludables. Sin embargo, cuando las instrucciones se confunden, nuestras células crecen y se dividen sin control. Cuando la célula anormal crece y se divide, puede formar un bulto llamado tumor. Los tumores se pueden clasificar como no cancerosos que permanecen en un lugar y no se propagan. O como cancerosos y crecen en los tejidos cercanos y se diseminan a otras partes del cuerpo.

Cáncer.ca Los investigadores estimaron que habría 233,900 85,100 nuevos casos de cáncer y 2022 28.2 muertes por cáncer en Canadá en 18.5. Estadísticas de Canadá registra la cantidad de muertes en Canadá y las principales enfermedades por las que mueren los canadienses. Las principales causas de muerte incluyen cáncer (29.4%), enfermedades del corazón (XNUMX%) y otras (XNUMX%).  Cáncer.ca aconsejar que cuanto antes se diagnostique y trate el cáncer, mejor será el resultado. Por lo tanto, la detección temprana es crucial en el manejo y tratamiento del cáncer.

Los métodos de detección temprana también se conocen como “cribado de cáncer”. Esto significa que encontrar células o tejidos cancerosos incluso en ausencia de síntomas y métodos puede incluir mamografías anuales, pruebas de Papanicolaou y colonoscopias que potencialmente pueden detectar formas tempranas de cáncer de mama, de cuello uterino y de colon. Sin embargo, los métodos más nuevos, como las pruebas genéticas, la prueba de biopsia líquida, las técnicas de imagen mejoradas y el análisis predictivo basado en datos y poblaciones altas específicas, ahora están disponibles y están ganando terreno.

Si bien las tecnologías mencionadas anteriormente para la detección temprana son buenas, creo que sería aún mejor si pudiéramos detectar el cáncer usando dispositivos simples y fáciles de usar similares a los medidores de glucosa para monitorear el nivel de azúcar en la sangre. Los pacientes pueden usar el dispositivo en casa, en el consultorio de un médico o en el hospital. Debido a que es simple, también podría ser lo suficientemente barato para que todos lo usen.

Un grupo de investigadores universitarios de EE. UU. desarrolló un dispositivo que puede aislar células cancerosas individuales de la muestra de sangre de un paciente mediante un nuevo chip de microfluidos que separa las células cancerosas de la sangre total o mínimamente diluida. Los investigadores señalan que los métodos actuales para detectar las células cancerosas que circulan en la sangre son costosos y están fuera del alcance de muchos laboratorios de investigación u hospitales. Según ellos, el nuevo dispositivo de microfluidos es económico y debido a que no requiere mucha preparación o dilución de muestras, es rápido y fácil de usar. Su dispositivo separa varios tipos de células que se encuentran en la sangre por su tamaño. Informan que aislar las células tumorales circulantes de la sangre no es una tarea fácil, ya que las células están presentes en cantidades extremadamente pequeñas. Para muchos tipos de cáncer, las células circulantes están presentes en niveles cercanos a uno por mil millones de células sanguíneas.

Los investigadores utilizaron tecnologías de microfluidos como alternativa a los métodos tradicionales de detección de células en fluidos. Estos dispositivos usan marcadores para capturar las células objetivo a medida que pasan flotando, o aprovechan las propiedades físicas de las células objetivo, principalmente el tamaño, para separarlas de otras células presentes en los fluidos.

Su dispositivo se puede aplicar no solo para el aislamiento de células tumorales circulantes (CTC), sino también para el diagnóstico molecular de ARN y ADN, el estudio de la biología tumoral en canales de microfluidos y para exámenes de alto rendimiento, como matriz de células para detección de drogas, detección de proteínas en sangre. y captura de una sola célula.

¿Cuáles son las tecnologías de microfluidos que se utilizan actualmente para la detección temprana y el diagnóstico del cáncer? Las siguientes son las técnicas prometedoras citadas en diferentes estudios.

  1. Aislamiento, captura e identificación de Células Tumorales Circulantes (CTC)
  2. Micromatriz de ADN
  3. Patrones celulares en chips de microfluidos
  4. Detección de células cancerosas por análisis de depósitos magnéticos
  5. Clasificación de células por fuerza óptica
  6. Electroforesis capilar para detectar mutaciones relacionadas con el cáncer
  7. Migración de células cancerosas en chip: movimiento de células cancerosas
  8. Ensayos basados ​​en células microfluídicas de alto rendimiento
  9. Ensayo de células vivas en chip
  10. Detección multiplex de biomarcadores de cáncer
  11. Microfluidos de gotas para exámenes de detección de células individuales
  12. Matrices de células individuales para la detección de fármacos
  13. Cultivo celular en chip a largo plazo
  14. Estudio en chip de la biología de las células cancerosas

Hasta la fecha, la mayoría de las tecnologías de detección de cáncer que utilizan chips de microfluidos aún se encuentran en etapa de investigación en universidades e instituciones de investigación. Varias empresas en etapa inicial han comenzado a surgir y están creando prototipos. Otros están en pruebas clínicas. Aunque existe un gran potencial para la detección temprana del cáncer, existen algunos desafíos inherentes que se encuentran durante el desarrollo del producto. Los obstáculos para una comercialización exitosa son el costo del desarrollo, los problemas técnicos en la traducción de los ensayos a chips de microfluidos, la repetibilidad de la producción del dispositivo y los problemas en la producción a escala.

En una nota positiva, estos desafíos se pueden superar en cuestión de tiempo. En un futuro cercano, los dispositivos de microfluidos para la detección temprana del cáncer serán una gran victoria para la humanidad en la lucha contra la enfermedad junto con otros tratamientos y terapias actualmente disponibles.

Referencia:

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190225145635.htm
https://cancer.ca/en/cancer-information/what-is-cancer/how-cancer-starts-grows-and-spreads
https://cancer.ca/en/research/cancer-statistics/cancer-statistics-at-a-glance
https://www150.statcan.gc.ca/t1/tbl1/en/tv.action?pid=1310039401

Lorenzo Gutierrez es el estrella de mar médico Gerente de Microfluídica. Lorenzo tiene una amplia experiencia en la traducción de ensayos en el punto de atención a cartuchos de microfluidos. Su cartera de microfluidos incluye el desarrollo de un instrumento de polivalencia para el diagnóstico infantil temprano en Chipcare.



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