As células cancerosas podem se desprender de um tumor e circular pelo sangue. Existem poucas células cancerosas em comparação com os trilhões de células sanguíneas. Os métodos atuais para encontrar e extrair essas células tumorais circulantes (CTC) são caros e podem estar fora do alcance das instalações médicas nas áreas rurais.

Wei Li, um professor assistente no Texas Tech Department of Chemical Engineering, está desenvolvendo uma nova tecnologia que tornaria possível arrancar células cancerosas em circulação de alguns mililitros de sangue retirados de um paciente.

"As células cancerosas podem se desprender do local do tumor e viajar pelo sangue para encontrar um novo hospedeiro, criando ainda outro tumor, "disse Li." Detectar essas células precocemente pode ajudar os médicos a planejar o tratamento muito mais cedo. E a detecção precoce do câncer é a chave para as taxas de sobrevivência. "

Caras bons contra bandidos

Li, que veio para a Texas Tech em 2014, está trabalhando com bolhas de vidro ocas que são revestidas com um nanofilme especial que atrai células cancerosas, mas não as células do sangue. Uma mistura de células cancerosas no sangue é colocada em um tubo plástico contendo a bolha e é agitada por alguns minutos. As células cancerosas presas às bolhas flutuam para a superfície, enquanto as células sanguíneas normais afundam.

"O objetivo é capturar apenas os bandidos, as células cancerosas, "ele diz." Ao usar um revestimento de polímero especial no topo da bolha oca, podemos evitar a captura dos mocinhos, as células normais do sangue. "

A tecnologia de Li, juntamente com novas lentes de microscópio que podem ser acopladas a um smartphone pode dar aos médicos, especialmente em áreas rurais e subfinanciadas, novo, opções de diagnóstico mais rápidas.

"Esta tecnologia pode dar aos médicos uma pista precoce de que o câncer se espalhou, ", disse ele." Ou pode ser possível ter uma maneira precoce de saber se os sintomas de um paciente podem ser câncer e o tratamento precisa ser determinado imediatamente ".

Atualmente, Partículas magnéticas são usadas para caçar os CTCs e um ímã os puxa para fora do sangue. Essa tecnologia é cara e geralmente encontrada em instalações médicas de grandes cidades. Outra desvantagem, diz Li, é que esse método pode produzir resultados falso-positivos, uma vez que as células normais do sangue também se ligam às partículas magnéticas. Seu uso de revestimentos de polímeros específicos que capturam apenas células cancerosas reduz o número de falsos positivos.

A próxima etapa da pesquisa de Li é colaborar com pesquisadores do Centro de Câncer Southwest do Centro de Ciências da Saúde da Texas Tech University para aplicar esta tecnologia ao sangue coletado de pacientes com câncer atuais.

Preservação de células em amostra de sangue

Li também acredita que sua tecnologia tem outras aplicações além da detecção do câncer. O mesmo sistema pode preservar células de interesse do sangue do paciente, que devem ser enviadas a instalações médicas distantes para teste.

"As grandes cidades têm instalações de teste, "disse ele." Mas as áreas rurais na maioria das vezes não. É fácil tirar sangue em qualquer lugar, mas fazer alguns testes é outro assunto. Alguns testes devem ser feitos dentro de quatro horas após a coleta do sangue. "

As células no sangue se degradam rapidamente, tornando difícil retê-lo por várias horas. Se o sistema de microbolhas de Li pode preservar células de interesse do sangue por longos períodos de tempo, o sangue pode ser coletado em áreas remotas e as amostras de células podem ser enviadas para instalações de teste maiores, economizando tempo dos pacientes e despesas com viagens.

"Achamos que nosso sistema de microbolhas poderia preservar as células por um tempo suficiente para levá-las a uma instalação, "disse ele." Não sabemos ainda, mas é a próxima fase da nossa pesquisa. "

Nanoarquitetura

Li se interessou pela pesquisa do câncer enquanto era pesquisador de pós-doutorado no Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ele é formado em químico de polímeros. Um polímero é uma grande molécula sintética ou natural composta de muitas pequenas moléculas repetidas que formam a base de coisas como o plástico.

"Eu trabalhei em um laboratório no MIT que estava procurando desenvolver novos usos biomédicos, especialmente para tratamento de câncer, "ele disse." Fiquei interessado em ver se poderíamos usar materiais em escala nanométrica para a distribuição de medicamentos para o câncer. "

Li começou a estudar a resistência às drogas das células cancerosas e se as nanopartículas poderiam ser usadas como transportadoras de drogas para células que rejeitam drogas contra o câncer. Li despendeu seu foco de pesquisa recentemente para examinar o uso de nanomateriais para detectar o câncer.

Embora o trabalho de Li seja solidamente no domínio da biomedicina, ele é antes de tudo um engenheiro. Ele chama seu trabalho de nanoarquitetura.

"Por trás do meu trabalho está a capacidade de projetar nanofilmes, "disse ele." A parte mais importante deste trabalho é o nanofilme que reveste as microbolhas ocas de vidro. Estou construindo camada por camada, um filme de ingredientes multifuncionais que irá capturar os bandidos e rejeitar os mocinhos. "

A pesquisa de Li é detalhada em uma versão online recente do jornal American Chemical Society Materiais Aplicados e Interfaces