Normalmente, los médicos diagnostican el cáncer a través de una biopsia, que puede resultar invasiva y costosa. Una forma más adecuada de diagnosticar la enfermedad sería mediante la detección de células tumorales indicadoras que floten en el torrente sanguíneo, pero dicha prueba ha demostrado ser difícil de desarrollar, porque la presencia de células cancerígenas perdidas es poco frecuente, y es difícil separarlas de la mezcla de células en circulación.
En la actualidad, investigadores del Hospital General de Massachusetts y de la Escuela Médica de Harvard (ambos en Estados Unidos) señalan haber construido un dispositivo de microfluidos capaz de capturar rápidamente casi cualquier tipo de célula tumoral, un avance que podría algún día conducir al uso de análisis de sangre simples para la detección o seguimiento del cáncer.
Los dispositivos similares ya existentes, entre ellos versiones anteriores desarrolladas por los autores del estudio publicado recientemente en Science Translational Medicine, usan biomarcadores de tumores específicos en la superficie de las células para hacer que estas destaquen en una muestra de sangre, lo que significa que un dispositivo determinado no funciona para todos los tipos de cáncer. Es más, la eficiencia con la cual las células tumorales son purificadas de otros tipos de células es generalmente baja y requiere mucho tiempo. En una muestra de sangre dada, las células tumorales circulantes son poco frecuentes (puede existir solo una célula de tumor por cada mil millones de células).
El nuevo dispositivo supone un "importante paso adelante frente a los anteriores dispositivos de microfluidos", señala Peter Kuhn, investigador de circulación de células tumorales en el Instituto de Investigación Scripps (EE.UU.). Weiner no estuvo involucrado en el estudio. El dispositivo combina las técnicas de microfluidos existentes para la clasificación de células en un solo dispositivo, indica. El resultado es que las células tumorales pueden ser extraídas de una muestra de sangre más rápidamente, y sin un conocimiento previo de sus características moleculares.
Mehmet Toner, director del Centro de Recursos para Sistemas BioMicroElectroMecánicos en el Hospital General, señala junto a sus colegas que su último chip puede aislar células tumorales circulantes en la sangre, y podría aplicarse a todos los tipos de cáncer. "Con nuestro chip anterior, tenías que saber algo acerca de la superficie de las células tumorales", señala Toner. En tales dispositivos, una pequeña muestra de sangre fluía a través de cámaras de microfluidos, algunas de las cuales contenían un anticuerpo que se agarraba a las células tumorales. Ese sistema también tardaba entre cuatro y cinco horas para procesar una única muestra de sangre. "Pero para la detección temprana y para hacer que esto tenga utilidad para prácticamente todos los tipos de cáncer, necesitábamos aumentar el rendimiento y hacer que fuera independiente del tipo de tumor", asegura.
La identificación de estas células tumorales ambulantes también podría ayudar a los investigadores a estudiar la progresión de un cáncer, y ayudar a los doctores a hacer un seguimiento de tratamientos médicos o intentar detectar nuevos casos. Mediante el estudio de las proteínas de superficie o los perfiles genéticos de las células cancerosas, los médicos e investigadores podrían aprender qué mutaciones están presentes en el cáncer y en consecuencia tal vez adaptar los tratamientos dirigidos molecularmente. Los autores muestran que se logró extraer 15 células tumorales de una muestra de sangre de un paciente con cáncer de próstata. Los niveles de expresión de genes de cada célula se estudiaron individualmente y se encontró una mezcla de mutaciones.
El dispositivo desarrollado por el grupo de Toner combina el etiquetado magnético de células y la separación de microfluidos para procesar una muestra de sangre en aproximadamente una o dos horas. Para capturar las células tumorales, independientemente del tipo de cáncer, el sistema primero etiqueta las células blancas de la sangre con perlas magnéticas cubiertas con anticuerpos que reconocen las proteínas en la superficie de las células inmunes. Después, la muestra se pasa por las cámaras de microfluidos, que eliminan los glóbulos rojos, el plasma y las perlas magnéticas libres sin usar en función de su tamaño. A continuación, el dispositivo descarta los glóbulos blancos marcados utilizando un campo magnético. "En el pasado, nos centrábamos en células tumorales de las que sabemos muy poco", afirma Toner. "En este caso, descartamos aquellas células de las que lo sabemos todo, las células de la sangre", indica.
La ventaja del nuevo dispositivo de clasificación de células frente a los intentos anteriores es que mezcla múltiples tecnologías con éxito, tales como la separación por tamaño y por etiquetado magnético, que ya se utilizan en el campo, afirma Gajus Worthington, presidente y director ejecutivo de Fluidigm, una compañía de Califo ia que produce dispositivos de microfluidos para la investigación biomédica. "La clave aquí es la integración, que resulta crucial para cualquier cosa que tenga que ver con trabajar con una sola célula", asegura. Todos los pasos del dispositivo de Toner se llevan a cabo en volúmenes similares. "Si tienes que pasar de un micropaso a un macropaso, para volver después al micropaso, se producen pérdidas y un cierto grado de complejidad, lo que lleva a producir ruido", señala Worthington.
Toner indica que el Santo Grial de la tecnología de células tumorales circulantes sería diagnosticar a los pacientes de forma temprana. "Alrededor del 10 por ciento de los pacientes con cáncer sobreviven si se les diagnostica tarde, pero casi el 90 por ciento sobrevive si se les diagnostica a tiempo", indica Toner. Sin embargo, no está claro que estas células tumorales circulantes puedan ser detectadas en pacientes en fase temprana, indica Luis Díaz, oncólogo de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins (EE.UU.). Díaz no estuvo involucrado en el estudio. "Puede que los cánceres en estado temprano liberen muy pocas células en la circulación", asegura. "Ese ha sido históricamente el problema relacionado con las células tumorales circulantes, que solo se pueden encontrar en los cánceres avanzados".