Es por ese motivo que Mehmet Toner y sus colaboradores del Hospital General de Massachusetts han desarrollado un chip de microfluidos que captura de forma efectiva estas células raras, que constituyen sólo una de cada mil millones de células en la sangre, en una cantidad suficiente para analizarlas por marcadores moleculares. El dispositivo también aisló grupos de células tumorales, por primera vez, lo que puede aportar información sobre la capacidad del cáncer para extenderse, o metastatizar, desde su lugar de origen inicial.
Incluso antes que los tumores metastaticen, estos liberan un pequeño número de células cancerosas al torrente sanguíneo. La capacidad de simplemente tomar una muestra de sangre de un paciente y seguidamente capturar estas células y analizarlas para marcadores moleculares específicos puede proporcionar los medios necesarios para que los médicos puedan seleccionar el mejor fármaco para cada paciente. Este enfoque ayuda a los médicos a evitar las cirugías invasivas que se llevan a cabo actualmente para obtener una muestra de tejido tumoral para realizar las pruebas moleculares.
Estas tecnologías se están volviendo cada vez más importantes a medida que aumenta el número de las llamadas terapias específicas contra el cáncer--fármacos diseñados para atacar un problema molecular específico en el cáncer de un paciente--. Los médicos necesitan formas de evaluar fácilmente el cáncer de sus pacientes para los marcadores moleculares que sugieren un tratamiento especial de trabajo, así como para determinar si el tratamiento está funcionando o si las células han desarrollado resistencia a ese medicamento.
"En mi opinión, ésta es, sin duda, una de las nuevas direcciones más importantes del campo", afirma Alison Allan, oncóloga de la Universidad de Weste Ontario. “Sin embargo, el problema principal en este campo es el aspecto tecnológico. Estas células son poco abundantes, y muy pocas tecnologías han sido validadas por ser los suficientemente sensibles, suficientemente específicas y suficientemente reproducibles como para ser útiles en un ento o clínico."
La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. ya ha aprobado un dispositivo que utiliza un sistema de filtración para controlar las células cancerosas circulantes mediante el recuento del número de células. Sin embargo, actualmente los científicos están probando su capacidad para analizar las células de la sangre capturadas de las mismas sofisticadas formas que los patólogos pueden hacer con el tejido de las biopsias. Para ello, necesitan capturar más células.
El equipo de Toner ya había desarrollado previamente un chip de microfluidos que podía aislar las células suficientes para detectar una mutación específica en un gen para el receptor del factor de crecimiento epidérmico. La mutación sugiere que los pacientes responderán a los medicamentos diseñados para inhibir esta vía. (Otros investigadores han demostrado que el dispositivo aprobado por la FDA también puede detectar un marcador molecular vinculado a la respuesta al fármaco.)
El grupo de Toner ha desarrollado recientemente una nueva versión del chip que puede capturar aún más células. La superficie inte a del dispositivo tiene un diseño en forma de espiga, lo que genera un vórtice en la sangre que fluye a través de él. Esta mezcla hace que las células estén en mayor contacto con los anticuerpos de la superficie del chip. Estos anticuerpos se unen a moléculas específicas de las células cancerosas. La investigación fue publicada el lunes en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Los investigadores también detectaron grupos de hasta 14 células cancerosas circulantes, un fenómeno que no se ha detectado con otras tecnologías. Si bien los orígenes de estos grupos aún no están claros, Toner especula que podrían estar relacionados con el proceso de la metástasis; los grupos de células podrían alojarse en los pequeños vasos sanguíneos e iniciar la formación de tumores secundarios.
El chip está fabricado con plástico transparente, lo que significa que los investigadores pueden identificar las células con marcadores diferentes y utilizar programas automatizados para analizarlos. Además, Toner destaca que la arquitectura del nuevo chip es más barata y más fácil de fabricar a gran escala. Durante los próximos dos años, su equipo tiene previsto finalizar el diseño y fabricar miles de dispositivos, que luego se pondrán a prueba en ensayos clínicos en todo el país.