Un equipo internacional de investigadores, dirigidos por el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), ha desarrollado una plataforma de lab-on-a-chip capaz de detectar marcadores de proteínas de cáncer en la sangre utilizando los últimos avances en plasmónica, microfluidos, nano-fabricación y química de superficies
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Martes 20 de mayo de 2014 | UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA
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Hoy en día, la mayoría de los cánceres se detectan a nivel macroscópico, cuando el tumor está compuesto por millones de células de cáncer y la enfermedad está comenzando a avanzar hacia una fase más madura. ¿Pero, qué pasaría si pudiéramos diagnosticar el cáncer antes de que estuviera en una fase tan avanzada, cuando aún pueda afectar a unas pocas células localizables? Sería como intentar apagar un incendio en casa cuando solo son algunas pocas chispas versus un incendio que ha prendido y se está diseminando a paso ligero por diferentes habitaciones.
Un equipo internacional de investigadores, dirigidos por el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) —instituto universitario adscrito a la UPC—, acaba de anunciar el exitoso desarrollo de una plataforma de lab-on-a-chip capaz de detectar marcadores de proteínas de cáncer en la sangre utilizando los últimos avances en plasmónica, microfluidos, nano-fabricación y química de superficies. El dispositivo tiene la capacidad de detectar concentraciones muy bajas de estas proteínas marcadoras de cáncer en la sangre, permitiendo el diagnóstico de la enfermedad en una etapa precoz. La detección del cáncer en sus primeras etapas es indudablemente una clave para el diagnóstico y el tratamiento acertado de esta enfermedad.
Un equipo internacional de investigadores, dirigidos por el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) —instituto universitario adscrito a la UPC—, acaba de anunciar el exitoso desarrollo de una plataforma de lab-on-a-chip capaz de detectar marcadores de proteínas de cáncer en la sangre utilizando los últimos avances en plasmónica, microfluidos, nano-fabricación y química de superficies. El dispositivo tiene la capacidad de detectar concentraciones muy bajas de estas proteínas marcadoras de cáncer en la sangre, permitiendo el diagnóstico de la enfermedad en una etapa precoz. La detección del cáncer en sus primeras etapas es indudablemente una clave para el diagnóstico y el tratamiento acertado de esta enfermedad.
Este nano-dispositivo muestra un gran potencial como una herramienta para los tratamientos futuros de cáncer, no sólo debido a su fiabilidad, sensibilidad y bajo costo, sino también debido a su fácil portabilidad, el cual está previsto mejorar el diagnóstico eficaz y los procedimientos de tratamiento adecuados, en lugares remotos con dificultades de acceso a hospitales y clínicas médicas.
Cómo funciona
Aunque es extremadamente compacto (sólo unos pocos centímetros cuadrados), el dispositivo lab-on-a-chip alberga varios sensores distribuidos en una red de micro-canales de fluidos, el cual permite llevar a cabo múltiples análisis. A su vez, hay nano-partículas de oro implantadas en la superficie del chip que se programan químicamente con un receptor de anticuerpo de tal manera que son capaces de atraer concretamente a los marcadores de proteínas que circulan en la sangre. Cuando se inyecta una gota de sangre en el chip, la sangre circula a través de los micro-canales y si los marcadores de cáncer están presentes en la misma, al pasar por los micro-canales, estos se adhieren a las nanopartículas, provocando cambios en lo que se conoce como la "resonancia plasmónica". El dispositivo monitorea estos cambios, donde la magnitud de estos cambios está directamente relacionada con la concentración/número de marcadores en la sangre del paciente, proporcionando así una evaluación directa del riesgo para el paciente de desarrollar un cáncer.
El profesor ICREA en el ICFO i coordinador del proyecto, Romain Quidant, remarca que, "lo más fascinante del descubrimiento que hemos hecho es que somos capaces de detectar concentraciones extremadamente bajas de esta proteína en cuestión de minutos, lo que hace este dispositivo una herramienta de última generación, un instrumento ultra-sensible y poderoso que mejorará la detección temprana y el seguimiento del tratamiento de cáncer". En 2009, el grupo de investigación del profesor Quidant en el ICFO, junto con la colaboración de varios grupos de oncólogos, se unió al esfuerzo internacional dedicado a la detección ultrasensible de marcadores de proteínas situados en la superficie de células cancerígenas y en sangre periférica, el cual ha demostrado ser un claro indicador de la aparición del cáncer. En 2010, obtuvieron, con éxito, financiación para el proyecto denominado SPEDOC (Surface Plasmon Early Detection of Circulating Heat Shock Proteins and Tumor Cells) dentro del 7º Programa Marco (FP7) de la Comisión Europea. El esfuerzo también se vio impulsado por el generoso apoyo de la Fundación Cellex Barcelona. Tal anuncio es un resultado importante de este proyecto.
Este estudio ha sido financiado por la Fundación Cellex Barcelona y el proyecto SPEDOC, financiado por el 7º Programa Marco (FP7) de la Comisión Europea.
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Sobre el ICFOEl ICFO - Instituto de Ciencias Fotónicas - fue creado en 2002 por la Generalitat de Catalunya y la Universidad Politécnica de Cataluña, como centro de investigación de excelencia dedicado al estudio de las ciencias y tecnologías de la luz, al más alto nivel internacional. El centro tiene una triple misión: investigación de frontera, formación de científicos y tecnólogos, y transferencia de conocimiento y tecnología. Hoy en día, es uno de los centros de investigación mundial líderes en su categoría, indicado por el ranking Mapping Scientific Excellence.
La investigación en el ICFO es de frontera y está orientada a programas dirigidos a aplicaciones de la luz en salud, ciencias de la vida, energías renovables, tecnologías de la información, seguridad y procesos industriales, entre otros. El centro acoge 300 investigadores y estudiantes de doctorado que trabajan en un edificio en el Parque Mediterráneo de la Tecnología, en Castelldefels, en el área metropolitana de Barcelona.
Los investigadores del ICFO publican en las revistas más prestigiosas del ámbito y colaboran con un amplio abanico de empresas a nivel mundial. El instituto tiene un programa de transferencia de tecnología potente en el cual participan más de 30 industrias nacionales e internacionales. A su vez, ha creado 5 empresas spin-off hasta ahora. El instituto cuenta con el generoso apoyo de la Fundación Cellex Barcelona, que brinda apoyo a diversos proyectos de investigación de frontera y programas centrados en jóvenes investigadores de gran talento.
Referencia bibliográfica
LSPR Chip for Parallel, Rapid, and Sensitive Detection of Cancer Markers in Serum
Srdjan S Acimovic, Maria Alejandra Ortega, Vanesa Sanz, Johann Berthelot, Jose Luis Garcia-Be, Jan Renger, Sebastian J. Maerkl, Mark Patrick Kreuzer, and Romain Quidant, LSPR Xip for Parallel, Rapid and Sensitive Detection of Cancer Markers in Serum, Nano Letters, DOI: 10.1021/ nl500574n
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