Una herramienta que puede efectuar un test a la sangre de un paciente con cáncer de células tumorales raras es muy útil para comprobar si un tumor se va a extender. Ahora los científicos han encontrado una manera de hacer esto usando ondas de sonido «inclinados» en un dispositivo del tamaño de una moneda pequeña, que ofrece una forma efectiva de clasificar las células sin necesidad de tratarlas con productos químicos o deformar mecánicamente.
El equipo incluye a miembros de MIT (Cambridge, MA), la Universidad Estatal de Pensilvania (University Park, PA), y la Universidad Carnegie Mellon (Pittsburgh, PA), e informa de sus hallazgos en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
Las ondas de sonido ofrecen una manera de ordenar las células sin tener que exponerlas a sustancias químicas o fuerzas perjudiciales, como co-autor principal del nuevo estudio, el Dr. Ming Dao, un científico principal de investigación en el Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería del MIT, explica:
«La presión acústica es muy suave y mucho más pequeño en términos de fuerzas y la perturbación a la célula. Esta es una forma más suave para separar las células, y no hay etiquetado artificial es necesario.»
Ondas sonoras inclinadas separan los tipos de células de forma más eficaz
Lo suyo no es el primer intento de separar las células y partículas pequeñas que utilizan ondas sonoras. Si usted toma una mezcla de células o partículas y hacer que fluyan en una dirección, puede desviar su viaje muy poco al exponerlos a las ondas sonoras. La cantidad de deflexión depende de las propiedades físicas de las células, como el tamaño y la compresibilidad.
Pero los esfuerzos anteriores para hacer células separadores de trabajo mediante ondas de sonido no han sido capaces de hacer la diferencia en la desviación lo suficientemente grande como para separar las células de manera efectiva.
Dr. Ming y sus colegas resolvieron el problema mediante el uso de ondas de sonido inclinadas. Éstos cruzan la trayectoria de las células en un ángulo en vez de ir en línea recta, lo que garantiza que cada célula se encuentra con varios nodos de baja presión en su viaje a través del microcanal en lugar de sólo uno.
En su estudio, el equipo probó por primera vez su dispositivo usando cuentas de plástico y demostró que podía separar los granos de 9,9 micras a partir de perlas de 7,3 micras de diámetro, con alrededor del 97% de precisión. Un micrón es una milésima parte de un milímetro.
Ellos desarrollaron aún más el dispositivo mediante la adición de un módulo de simulación por ordenador que puede predecir la trayectoria de una partícula a través de los microcanales en base a su tamaño, la compresibilidad y la densidad y el ángulo de las ondas sonoras. Esta característica significa que el dispositivo puede ser personalizado para clasificar los diferentes tipos de partículas o células.
71% de las células tumorales recuperados en una mezcla del laboratorio de cáncer de mama y las células blancas de la sangre
El equipo también probó lo bien que el dispositivo era capaz de separar las células de cáncer de mama MCF-7 (20 micras de diámetro) de las células blancas de la sangre (12 micras de diámetro). Las células también se diferencian por la compresibilidad y la densidad.
Los resultados mostraron que el clasificador de células recupera alrededor de 71% de las células cancerosas.
El equipo ahora planea probar el dispositivo con muestras de sangre de pacientes con cáncer en el ámbito clínico. Las células tumorales circulantes son muy raros – un mililitro de sangre de un paciente típico cáncer sólo puede contener algunas células tumorales.
Los investigadores han solicitado una patente en su dispositivo. Ellos lo ven ayudando a los médicos a determinar si el tumor de un paciente está a punto de propagarse a otras partes del cuerpo. Cuando los tumores están preparando para hacer esto, comienzan a enviar las células que viajan a través del torrente sanguíneo.
Los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional para la Ciencia ayudó a financiar el estudio.
ondas sanguineas, separador de células con ondas sonoras
