Plataforma de biopsia líquida aísla biomarcadores circulantes de enfermedades

Las vesículas extracelulares son mensajeros celulares que se pueden encontrar en la sangre. En el cáncer, en las enfermedades cardiovasculares y en las sanguíneas, las vesículas transportan moléculas específicas relacionadas con la enfermedad (biomarcadores) que se pueden usar para diagnosticar estas enfermedades. Sin embargo, es difícil aislar las vesículas de la sangre, porque son partículas minúsculas, con tamaños que varían de solo 30 nm a 1.000 nm.

Los científicos de la Universidad Nacional de Singapur (Singapur) utilizaron una técnica centrífuga de microfluidos, donde un rotor giratorio genera presión, obligando a la muestra de sangre del paciente a fluir a través de canales microscópicos de un chip microfluídico con un diseño especial. La plataforma centrífuga utiliza una separación suave y eficiente basada en el tamaño sin los requisitos de la bomba de jeringa y de otros accesorios.

Primero se agrega una muestra biológica a la entrada del chip, y luego el chip se coloca en la separación y extracción centrífugas de nanopartículas llamada plataforma μCENSE. La μCENSE se carga luego en una centrífuga de sobremesa estándar de laboratorio y se centrifuga. La sangre y las vesículas tardan menos de ocho minutos en separarse, y el extracto se puede eliminar de la salida del chip. Esto es cien veces más rápido que el método ultracentrífugo de alta velocidad que se ha utilizado en el pasado. La plataforma μCENSE se diseñó para aumentar el campo de fuerza externo dentro de un radio más pequeño, minimizando la fuerza centrífuga y los requisitos de tiempo.

Una vez aisladas, se puede analizar el contenido molecular de las vesículas para detectar ciertos biomarcadores de las enfermedades. Este proceso incluye examinar el contenido de ácidos nucleicos y proteínas. Para este estudio, el grupo demostró con éxito que la μCENSE era capaz de separar y enriquecer vesículas del medio líquido expuesto a células cultivadas en un laboratorio, al mostrar que el biomarcador de proteínas para las vesículas, CD63, estaba presente. El equipo informó una alta eficiencia de separación del 90% y una pureza de extracción del 85% en una sola plataforma. La plataforma μCENSE es muy versátil para manipulaciones de microescala múltiples, dado que el chip microfluídico se puede rediseñar específicamente para las nanopartículas que se deben extraer.

Chwee Teck Lim, PhD, un profesor e investigador principal del estudio, dijo: “A medida que centrifugamos el chip microfluídico, la muestra en la entrada comienza a migrar o moverse hacia este canal curvo. Una vez allí, las fuerzas centrífugas comienzan a separar las vesículas más pequeñas de las partículas más grandes, porque las fuerzas que actúan sobre las vesículas de diferentes tamaños son diferentes. Entonces, a medida que se mueven de una entrada a otra, comienzan a separarse en diferentes zonas. Las partículas más pequeñas permanecen cerca de la pared interna del canal y las partículas más grandes se mueven hacia la pared externa del canal, y esto las separa en dos salidas”. El estudio fue publicado en la edición de marzo de 2018 de la revista Biomicrofluidics.