La monitorización eficaz de las células cancerosas puede ayudar a los médicos con el tratamiento y la gestión, reduciendo así la mortalidad relacionada con el cáncer. ¿Pueden las tecnologías no invasivas allanar el camino para mejorar el seguimiento y reducir las tasas de mortalidad por cáncer? Las plataformas de diagnóstico que miden de forma no invasiva las propiedades eléctricas de las células cancerosas son prometedoras en la detección temprana de la resistencia a los medicamentos contra el cáncer y la metástasis. Las investigaciones han demostrado que es posible comprender un tipo de cáncer y su estado de resistencia a los medicamentos a partir de datos de conductividad y permitividad celular. De hecho, existe una demanda creciente de métodos analíticos que puedan medir rápidamente las propiedades eléctricas de una celda.

La electrorotación (ROT) ofrece una de esas rutas para capturar propiedades celulares al inferir la permitividad y la conductividad del movimiento de una célula en un campo eléctrico. Esto permite la caracterización del tipo y estado de la célula perfilando su movimiento rotacional dependiente de la frecuencia bajo un campo eléctrico modulado. Sin embargo, existen limitaciones. El desafío es que la captura, medición y reemplazo de celdas es bastante engorroso y reduce el rendimiento de las plataformas ROT, donde el rendimiento se refiere a la cantidad de celdas que una tecnología determinada puede analizar en un momento dado.

Recientemente, investigadores de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS) desarrollaron un ROT de flujo continuo (cROT) para abordar los inconvenientes del ROT convencional. La nueva plataforma aprovecha los microfluidos para medir continuamente la dinámica celular y capturar células simultáneamente para recopilar mediciones en un solo dispositivo. Los hallazgos validados del grupo se publicaron recientemente en Laboratorio en un chip en 23 Octubre 2023.

“Descubrí que las células cancerosas tenían respuestas muy diferentes a los campos eléctricos, aunque parecían similares. Esto implicaba un cierto grado de individualidad y la idea de discernir las diferencias utilizando ROT me intrigaba”. explica el Dr. Masahiro Motosuke, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de TUS y el proyectoInvestigador principal. Y añade además: “Sin embargo, recopilar datos precisos utilizando ROT requiere la colocación y eliminación precisa de una sola celda, y quería facilitar el proceso de análisis de muchas células”.

Los investigadores fabricaron el nuevo dispositivo con electrodos entrelazados rediseñados que inducen la rotación celular y un microcanal para el paso celular. La geometría del electrodo aumenta la cantidad de celdas que se pueden analizar y reduce el tiempo necesario para reemplazar una celda a medida que se recopilan las mediciones. El campo eléctrico aplicado dentro del microcanal permite analizar el comportamiento rotacional de un flujo continuo de células. Juntas, estas mejoras aumentan el rendimiento del sistema automatizado. El equipo de investigación validó la precisión del sistema obteniendo mediciones de la permitividad de la membrana celular y la conductividad del citoplasma de células HeLa, una línea celular humana comúnmente utilizada en la investigación.

"Aumentamos significativamente el rendimiento de medición a 2,700 células por hora con nuestra técnica cROT". dice el profesor Motosuke sobre los hallazgos más importantes del informe. "Además, el dispositivo no requiere una manipulación celular precisa y aprovecha el rápido procesamiento de imágenes al procesar los datos eléctricos de las células". añade más. Otras ventajas del nuevo sistema son su alto grado de automatización y su facilidad de instalación o desmontaje.

De hecho, el dispositivo cROT demuestra una mejora notable en el rendimiento en comparación con las plataformas ROT tradicionales. Mientras que las técnicas ROT convencionales suelen procesar de 10 a 20 células por hora, el sistema cROT logra un rendimiento impresionante de 2700 células por hora, que es más de 100 veces mayor. Además, el sistema cROT minimiza significativamente el tiempo necesario para el reemplazo celular.

El profesor Motosuke visualiza un futuro prometedor para el sistema cROT que ha desarrollado el equipo. “Con nuestra técnica cROT, hemos desbloqueado la capacidad de profundizar en las sutiles complejidades de la dinámica unicelular, incluidos aspectos como la fisiología celular, el estado de la membrana celular y la concentración de iones intracelulares.”, enfatiza. Anticipa que los análisis rápidos y precisos que ofrece este enfoque de vanguardia serán un catalizador para avances sustanciales en los ámbitos del desarrollo de fármacos contra el cáncer, el diagnóstico y las nuevas terapias basadas en células. Esta innovadora tecnología abre puertas a la colaboración y adopción por parte de actores destacados de la industria oncológica, revolucionando potencialmente la forma en que combatimos el cáncer.

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• Fuente: https://www.news-medical.net/news/20231211/Non-invasive-cancer-monitoring-takes-a-leap-forward-with-new-microfluidic-technology.aspx