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En el tratamiento del cáncer, la detección temprana es fundamental para prevenir la metástasis. Sin embargo, las biopsias tradicionales pueden ser traumáticas y poco fiables. El equipo del proyecto SCALPEL, del Centro Interuniversitario de Microelectrónica (IMEC, por sus siglas en inglés) de Bélgica, se propuso revolucionar este procedimiento con un sencillo análisis de sangre (también denominado «biopsia líquida») que proporciona información exhaustiva sobre el tipo de cáncer de un enfermo y su evolución, lo cual puede ofrecer esperanzas de una intervención más temprana y precisa.
Liesbet Lagae, coordinadora del proyecto y directora de I+D en Ciencias Biológicas del IMEC, explica: «Encontrar células cancerosas metastásicas en la sangre es como encontrar una aguja en un pajar. Por ello, nos propusimos desarrollar un chip que pudiera detectarlas y clasificarlas para analizar y saber el subtipo de cáncer. En lugar de hacer una biopsia, un análisis de sangre o “biopsia líquida” nos daría toda la información necesaria».
Una visión revolucionaria
El objetivo de SCALPEL era ambicioso: crear una plataforma en miniatura capaz de aislar y analizar células cancerosas metastásicas en muestras de sangre con una intervención manual mínima. Con el desarrollo de un microchip compacto capaz de identificar y clasificar rápidamente cada célula, el equipo esperaba acelerar la detección del cáncer y personalizar los tratamientos a fin de obtener mejores resultados. Esto revolucionaría el seguimiento y el tratamiento de los enfermos de cáncer y favorecería el diagnóstico directo «in situ» en los hospitales.
Para lograrlo, el equipo integró dos técnicas avanzadas en un chip microfluídico. La primera es la clasificación microfluídica suave, en la que un conmutador activado por burbujas creadas por calor dirige con sutileza las células a diferentes salidas microfluídicas, lo cual reduce el daño celular y, al mismo tiempo, garantiza una clasificación rápida. La segunda es la detección sin lentes, un método atraumático que analiza la forma de las células mediante una guía de luz y un sensor digital y así diferenciar células cancerosas de células inmunitarias.
Del concepto al éxito clínico
En las pruebas de laboratorio, la herramienta logró clasificar células a un ritmo alto y detectar con fiabilidad tanto líneas celulares metastásicas como líneas celulares inmunitarias. El siguiente paso consistió en probar la metodología con muestras de sangre de enfermos de cáncer. En colaboración con los médicos An Coosemans y Dirk Timmerman, del Hospital Universitario de la Universidad Católica de Lovaina, el equipo probó su tecnología con biopsias de mujeres con carcinoma de ovario.
En SCALPEL se superaron las expectativas al descubrir que el chip podía identificar no solo las células cancerosas metastásicas.
«Descubrimos que la herramienta también detectar firmas inmunitarias de mujeres con carcinoma de ovario», comenta Lagae. Estas lecturas se pueden emplear para determinar la respuesta de la persona enferma al tratamiento.
La iniciativa SCALPEL logró otro hito al contribuir a un estudio de prueba de concepto del Consejo Europeo de Investigación, demostrando así que el mismo chip podía identificar y clasificar células inmunitarias que, a continuación, se podían reprogramar en potentes linfocitos T para atacar el cáncer.
Este hallazgo abre la puerta a los tratamientos personalizados, en los que las células inmunitarias del enfermo podrían adaptarse para tratar tumores específicos y potenciar la respuesta inmunitaria única de cada persona.
Prototipo y potencial
En el proyecto se tuvo que hacer frente a una serie de retos técnicos y clínicos, como garantizar que la tecnología pudiera integrarse sin problemas en las prácticas de la vida real.
Superar estas limitaciones no hizo sino contribuir al éxito del proyecto. La colaboración del equipo con Sarcura, una empresa emergente austriaca de nueva creación, está ayudando a que el prototipo de chip avance hacia el desarrollo del producto, el cual podría revolucionar la inmunoterapia. Este clasificador celular compacto y de alto rendimiento podría hacer más eficiente y asequible la producción de citoterapias.
A medida que SCALPEL avanza, sus posibles aplicaciones son enormes. La tecnología ya se está adaptando para hacer realidad tratamientos antineoplásicos personalizados y de vanguardia, haciéndolos más accesibles y cambiando la forma en que se lucha contra el cáncer. Mientras tanto, Daniela Buchmayr, directora general de Sarcura, espera que el primer dispositivo clasificador de células con microchip se lance al mercado en 2027.