Un microdispositivo de uso en el punto de atención para diagnosticar el cáncer con precisión
Existen pruebas sólidas de que muchos tipos de cáncer contienen una pequeña población de células madre cancerosas o iniciadoras del cáncer responsables de la aparición del tumor, las recidivas y la resistencia al tratamiento. Esas células también parecen tener la capacidad de migrar a puntos distantes y provocar metástasis. Sin embargo, las metodologías para detectar células madre cancerosas e incorporarlas en las pruebas rutinarias de diagnóstico del cáncer o para controlar la respuesta al tratamiento son laboriosas.
Un dispositivo portátil para detectar biomarcadores relacionados con el cáncer
El proyecto BIOCDx, financiado con fondos europeos, ha desarrollado un dispositivo ultrasensible para su uso en el punto de atención para la medición de biomarcadores del cáncer en muestras de sangre completa. «Nuestro objetivo era generar una herramienta robusta para un diagnóstico rápido del cáncer que facilite unas mejores decisiones clínicas», explica Ioanna Zergioti, coordinadora del proyecto. El dispositivo incorpora un cartucho de microfluídos que facilita la filtración de las muestras de sangre hacia el plasma y la selección y transferencia de cantidades ínfimas de la muestra a la unidad de detección. La detección de biomarcadores proteicos circulantes la realiza un bioensayo tipo sándwich que utiliza nanopartículas para mejorar la señal óptica de detección. El uso de elementos fotónicos ultrasensibles ofrece una sensibilidad cien veces mayor a la de las tecnologías actuales. Además, la miniaturización del sensor permite el desarrollo de un dispositivo portátil que puede utilizarse en el punto de atención. El dispositivo BIOCDx está diseñado para detectar el factor de transcripción TWIST1, específico de las células madre cancerosas, que participa en la metástasis del cáncer. TWIST1 controla la expresión de dos proteínas de las que se cree que participan en el desarrollo y la progresión de los tumores: la proteína circulante en sangre periostina y la proteína potenciadora de la proteinasa C de procolágeno (PCOLCE, por sus siglas en inglés). Las distintas plataformas están integradas en un dispositivo portátil y se probaron con muestras de sangre y plasma tanto de pacientes de cáncer de próstata y de mama, como de voluntarios sanos. Como beneficio adicional, el dispositivo BIOCDx puede adaptarse para permitir el diagnóstico de otras enfermedades.
Reforzar el liderazgo de la tecnología industrial en Europa
«BIOCDx fue un esfuerzo impulsado por la industria que reunió a agentes clave de los campos de los sensores, la microfluídica, los dispositivos y sistemas sanitarios inteligentes y los biofármacos», subraya Zergioti. Las pymes participantes han aportado su saber y experiencia a los componentes y las innovaciones clave de la tecnología de BIOCDx. La colaboración multidisciplinar del proyecto BIOCDx dio lugar a una nueva generación de dispositivos sanitarios inteligentes con características comparables a las de los equipos hospitalarios altamente especializados. Estos sistemas inteligentes miniaturizados también ofrecen mejoras significativas en cuanto a tamaño, coste y asequibilidad, fiabilidad y solidez, bajo consumo y aceptabilidad por parte de los usuarios. BIOCDx también ha contribuido al fortalecimiento de la posición y la competitividad de Europa en la fabricación de sistemas inteligentes miniaturizados. El conocimiento tecnológico adquirido durante el proyecto ha conducido a la empresa derivada PhosPrint para el diseño y el desarrollo de sistemas de bioimpresión por láser de alta calidad. Además, LioniX International se ha asociado con otras empresas europeas para desarrollar plataformas de diagnóstico para la detección del cáncer en orina, y la misma empresa está desarrollando un instrumento para el diagnóstico del coronavirus en el punto de atención. Según Zergioti: «Hemos demostrado que la cooperación entre universidades, empresas de alta tecnología y socios de la industria puede conducir a sistemas integrados con un potencial comercial elevado».
Palabras clave
BIOCDx, célula madre cancerosa, punto de atención, biomarcador del cáncer, TWIST1, periostina, PCOLCE