Pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura criaram uma nova plataforma com potencial para extrair minúsculos biomarcadores circulantes de doenças do sangue do paciente. Tão simples, técnica rápida e conveniente pode ajudar a realizar o diagnóstico de biópsia líquida - um procedimento menos invasivo do que o padrão ouro atual:biópsias de tumor. Detalhes da nova técnica, que utiliza equipamento de laboratório padrão, são relatados esta semana em Biomicrofluídica .

As vesículas extracelulares são mensageiros celulares que podem ser encontrados no sangue. No câncer, doenças cardiovasculares e sanguíneas, as vesículas transportam moléculas relacionadas a doenças específicas (biomarcadores) que podem ser usadas para diagnosticar essas doenças. Contudo, é complicado isolar as vesículas do sangue, porque são partículas minúsculas, apenas 30-1, 000 nanômetros de tamanho.

Os métodos atuais de extração são clinicamente tediosos, demorado e caro, com baixo rendimento e pureza de extrato pobre. Nesta pesquisa, os cientistas utilizaram uma técnica centrífuga microfluídica, onde um rotor giratório gera pressão, forçando a amostra de sangue do paciente a fluir através dos canais microscópicos de um chip microfluídico especialmente projetado. A força centrífuga que impulsiona essa extração é semelhante à força G experimentada ao andar de montanha-russa, apenas muito mais forte.

Uma amostra de sangue é primeiro adicionada à entrada do chip, e, em seguida, o chip é colocado na plataforma de separação e extração de nanopartículas centrífugas (μCENSE). μCENSE é então carregado em uma centrífuga de bancada de laboratório padrão e centrifugado. Demora menos de oito minutos para o sangue e as vesículas se separarem, e o extrato pode ser removido da saída do chip. Isso é cem vezes mais rápido do que o método ultracentrífugo de alta velocidade usado no passado. A plataforma μCENSE foi projetada para aumentar o campo de força externa dentro de um raio menor, minimizando a força centrífuga e os requisitos de tempo.

"À medida que giramos o chip microfluídico, a amostra na entrada começa a migrar ou se mover para este canal curvo, "disse Chwee Teck Lim, líder de estudo da equipe. "Uma vez lá, as forças centrífugas começam a separar as vesículas menores das partículas maiores, porque as forças que atuam nas vesículas de tamanhos diferentes são diferentes. Então, conforme eles se movem da entrada para a saída, eles começam a se separar em zonas diferentes. As partículas menores permanecem perto da parede interna do canal e as partículas maiores se movem em direção à parede externa do canal, e isso os separa em duas saídas. "Este processo é semelhante a como um separador gira para remover o creme do topo do leite.

Uma vez isolado, o conteúdo molecular das vesículas pode ser testado para certos biomarcadores de doenças. Este processo inclui o exame do conteúdo de ácido nucléico e proteína. Para este estudo, o grupo demonstrou com sucesso que o μCENSE foi capaz de separar e enriquecer vesículas de meio líquido exposto a células cultivadas em laboratório, mostrando que o biomarcador de proteína para vesículas, CD63, estava presente.

A plataforma μCENSE é altamente versátil para múltiplas manipulações em microescala, já que o chip microfluídico pode ser redesenhado para a nanopartícula que precisa ser extraída.

Atualmente, O grupo de Lim está desenvolvendo o projeto do protótipo do chip para aumentar seu rendimento, e simplificar para testes clínicos. "Já estamos tentando realizar um ensaio em amostras clínicas de pacientes, "Lim disse. Em última análise, ele espera usar essa técnica para identificar quais biomarcadores serão úteis na detecção do câncer.