Chip electrónico captura exomas del cáncer pancreático para análisis

El adenocarcinoma ductal de páncreas (PDAC) generalmente tiene síntomas inespecíficos y con frecuencia se detecta demasiado tarde para el tratamiento. Debido a que el diagnóstico de PDAC implica procedimientos complejos, invasivos y costosos, el examen de las poblaciones con mayor riesgo dependerá del desarrollo de pruebas rápidas, sensibles, específicas y rentables. Los exosomas, que son vesículas a nanoescala que se vierten en la sangre desde los tumores, han llamado el interés como entidades valiosas para el diagnóstico de biopsias líquidas no invasivas.

Los exosomas son vesículas derivadas de células que están presentes en muchos y, tal vez, en todos los fluidos biológicos, incluida la sangre, la orina y el medio cultivado de cultivos celulares. El diámetro informado de los exosomas es de entre 30 y 100 nanómetros, que es más grande que las lipoproteínas de baja densidad, pero mucho más pequeño que el de los glóbulos rojos. Los exosomas, que contienen ARN, proteínas, lípidos y metabolitos que reflejan el tipo de origen celular, o bien se liberan de la célula cuando los cuerpos multivesiculares se fusionan con la membrana plasmática o se liberan directamente de la membrana plasmática. Los exosomas tienen funciones especializadas y desempeñan un papel clave en la coagulación, la señalización intercelular y el manejo de desechos. En consecuencia, existe un interés creciente en las aplicaciones clínicas de los exosomas para el pronóstico, la terapia y como biomarcadores para la salud y la enfermedad. Sin embargo, la captura rápida y el análisis de los exosomas con sus proteínas y otros biomarcadores han demostrado ser difíciles.

Investigadores de la Universidad de California, San Diego (Estados Unidos) anunciaron recientemente el desarrollo de un dispositivo basado en chips electrónicos diseñado para extraer exosomas directamente de muestras biológicas en unos pocos minutos.

Las muestras pueden ser sangre, suero o plasma. No se requirió pretratamiento o dilución de la muestra ni el uso de anticuerpos de captura u otras técnicas de afinidad. Las muestras cargadas en el chip experimentaron una corriente eléctrica alterna, que extrajo selectivamente partículas nano-dimensionadas tales como exosomas del fluido y las depositaron en electrodos diminutos sobre la superficie del chip. Los componentes sólidos más grandes fueron lavados. Se añadieron a la muestra anticuerpos específicos contra el cáncer de páncreas marcados con colorantes fluorescentes dirigidos contra los biomarcadores glipicano-1 y CD63. Si estos biomarcadores estaban presentes, se observaba un resultado positivo bajo un microscopio debido a la unión del anticuerpo que se veía como círculos de colores brillantes. Todo este proceso podría realizarse en menos de una hora.

En un estudio de validación inicial, se descubrió que los biomarcadores glipicano-1 y CD63 reflejan la presencia de PDAC y, por lo tanto, se usaron para desarrollar un modelo bivariado para detectar el PDAC. Veinte muestras de pacientes de PDAC se pudieron diferenciar de las de once individuos sanos con 99% de sensibilidad y 82% de especificidad. En un grupo más pequeño de muestras de pacientes con cáncer de colon, se observó una elevación de glipicano-1 para la enfermedad metastásica pero no para la enfermedad no metastásica.

“Esta prueba se podría utilizar como una estrategia de cribado primaria para identificar a los pacientes que posteriormente necesitarían someterse a métodos diagnósticos más costosos e invasivos como una tomografía computarizada, resonancia magnética o endoscopia”, dijo el autor contribuyente, la Dra. Rebekah White, profesora asociada de cirugía en la Universidad de California, San Diego.

Los detalles del chip para la extracción de los exosomas se publicaron en la edición del 24 de abril de 2018 de la revista ACS Nano.