Investigadores del Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología junto con otros expertos de la Universidad MISIS, Centro Nacional de Investigación Médica en Obstetricia, Ginecología y Perinatología VI Kulakov y el Instituto Shemyakin-Ovchinnikov de Química Bioorgánica de la Academia de Ciencias de Rusia han propuesto una nueva y rápida forma de diagnosticar ciertos cánceres mediante la combinación de sensores fotónicos y microfluidos.

El uso de la biofotónica para detectar marcadores oncológicos y, en particular, microvesículas específicas de tumores, puede representar un enfoque con futuro. Estas soluciones podrían hacer que las pruebas sean más rápidas", afirmó Albert Rizvanov, director del Centro de Excelencia de Medicina Personalizada de la Universidad Federal de Kazán.

La prueba a realizar consistió en un análisis de sangre mediante un microchip que detecta biomarcadores de la enfermedad. Se trata de burbujas de entre 20 y 150 nanómetros de tamaño, conocidas como pequeñas vesículas extracelulares (sEV). Participan en el transporte de sustancias y en el proceso de comunicación entre las células del cuerpo. Presentes en la sangre y otros fluidos corporales, los sEV contienen varios tipos de moléculas que indican cáncer de mama y su progresión depende de su concentración.

Como explicaron los autores del trabajo, publicado en ´Applied Physics Letters´, el método utilizado actualmente para medir el nivel de vesículas extracelulares se basa en costosos anticuerpos producidos en animales. Por lo tanto, resulta un método convencional caro y requiere mucho tiempo debido a la preparación de fluidos corporales que implica. Otras complicaciones se deben a la inestabilidad de los anticuerpos.

Mientras, el método propuesto ofrece resultados rápidos de la prueba con poca cantidad de líquido biológico necesaria y la capacidad de uso repetido.

"Para determinar la concentración de vesículas, nuestra solución utiliza microsensores fotónicos. Se trata de microchips donde las señales son transportadas por fotones, las partículas de luz. El fluido a analizar pasa a lo largo de un canal de diámetro extremadamente pequeño, cuya pared está tratada con moléculas "objetivo" especiales [DARPins] en la región donde el canal de microfluidos se cruza con la guía de ondas que transporta la luz. Las vesículas que pasan se adhieren a esas moléculas, y cuantas más hay, más afectan la forma en que la luz viaja a lo largo de la guía de ondas. Este efecto se puede medir", explicó Aleksei Kuzin, uno de los creadores de la técnica, el estudiante de doctorado de Skoltech.

Ventajas del método

La ventaja de este método es que las moléculas depositadas en las paredes de los microcanales son más pequeñas y más baratas que los anticuerpos, y los circuitos integrados fotónicos tienen un diseño bastante sencillo. Esto permitirá su producción en masa en el futuro. La nueva técnica para la detección del cáncer de mama podría hacer que el procedimiento sea más asequible y esté ampliamente disponible.

"La simplicidad de la prueba la hace adecuada para su uso durante chequeos médicos de rutina. Con más casos identificados en una etapa temprana y una respuesta adecuada, el número final de resultados favorables aumentará", según la investigadora científica principal Irina Shipunova, del Centro Nacional de Investigación Médica de Hematología dependiente del Ministerio de Salud de Rusia.

No obstante, como aclararon los investigadores, las vesículas no siempre están asociadas exclusivamente al cáncer. Todas las células los producen constantemente en cantidades que varían según el estado del organismo, por ejemplo, dependiendo de si la persona se siente bien y de lo que ha comido. Por lo tanto, se requiere especial cuidado al aplicar dicho método para no obtener un resultado falso positivo o falso negativo.