Aceleración de la detección de biomarcadores de cáncer para diagnósticos en el punto de atención

La detección y cuantificación de biomarcadores moleculares asociados con el cáncer en fluidos corporales o biopsias líquidas resultan mínimamente invasivas en el diagnóstico temprano del cáncer. Investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign han desarrollado un enfoque que acelera la detección de biomarcadores de cáncer en muestras tomadas en el momento y lugar de atención al paciente.

El estudio, publicado en ACS Nano, centrado en la detección de un grupo de biomarcadores moleculares denominados microARN (miARN), ARN pequeños, monocatenarios y no codificantes que desempeñan funciones importantes en la expresión y regulación génica. Más importante aún, los miARN se han relacionado con ciertos tipos y etapas de cáncer y, como tales, han atraído una mayor atención.

«Dado que las mutaciones específicas del tumor en los miARN se pueden vincular con la progresión del tumor y la metástasis, podemos usar los miARN para el diagnóstico temprano del cáncer y la selección de terapias en el futuro», dijo Congnyu Che, estudiante graduado de bioingeniería en el laboratorio de Cunningham y primer autor del artículo. . «Los métodos de detección convencionales tardan varias horas para que la persona obtenga el resultado, por lo que nuestra motivación fue acelerar el tiempo de respuesta y acortarlo».

Previamente, el grupo de Cunningham desarrolló una técnica para capturar biomarcadores de miARN, llamada microscopía de absorción de resonador fotónico, que es capaz de visualizar nanopartículas de oro unidas a miARN diana. Usando nanopartículas de oro únicamente, tomaría entre 1 y 2 horas antes de que las nanopartículas encontraran su camino hacia el biosensor. Para acelerar el proceso, Che sintetizó nanopartículas magnético-plasmónicas que incorporaron materiales de hierro que luego podrían ser atraídos por un imán estacionario colocado debajo del biosensor. El tiempo de detección se redujo a solo un minuto.

“Nuestro enfoque tiene un tiempo de respuesta de un minuto, lo que significa que el paciente o médico solo espera un minuto antes de conocer el resultado de la prueba”, dijo Che.

«Si tiene una prueba simple, rápida y sensible como esa, puede usarse para detectar cáncer, monitorear la efectividad del tratamiento del cáncer y hacer un seguimiento del tratamiento», dijo el líder del estudio, Brian Cunningham (Director de CGD/MMG), Intel Alumni Endowed Cátedra de Ingeniería Eléctrica e Informática. «Prevemos que este método se use en una clínica de salud para que no tenga que tomar una muestra, enviarla a un laboratorio y esperar varios días».

En el estudio, los investigadores se centraron en los miARN asociados con el cáncer de próstata avanzado, ya que tienen una colaboración con expertos en cáncer de próstata en el Instituto de Cáncer Huntsman en Utah. Demostraron un tiempo de detección más rápido y una alta selectividad al usar nanopartículas plasmónicas magnéticas para detectar los miARN en suero humano.

«Este enfoque proporciona un análisis de muestra a respuesta mucho más rápido de biomarcadores de miARN que se utilizan en diagnósticos de cáncer, nutrición, salud cardíaca y salud materna en escenarios de punto de atención», dijo Cunningham.