Os exossomos regulam a comunicação intercelular em cânceres, e estão chamando a atenção como um potencial biomarcador de câncer. Um grupo de pesquisa japonês desenvolveu um método altamente sensível para detectar esses exossomos que podem contribuir para a detecção precoce do câncer.

O grupo de pesquisa concentrou-se no corpo docente do Centro de Engenharia de Fabricação de Dispositivos Médicos da Universidade de Kobe, liderado pelo Professor Toshifumi Takeuchi (Escola de Graduação em Engenharia da Universidade de Kobe) e pelo Professor Ryohei Sasaki (Hospital da Universidade de Kobe), em colaboração com Kazuyuki Hamada (System Instruments Co., Ltd.). Os resultados foram publicados em 3 de janeiro em Angewandte Chemie International Edition , e destaque na capa interna do periódico (Figura 1).

Os exossomos são vesículas de membrana que consistem em bicamada lipídica que mede apenas cerca de 100 nanômetros e são descarregadas de várias células. Os exossomos secretados por células cancerosas estão intimamente ligados à migração do câncer, invasão, e metástase. Ao examinar esses exossomos secretados por câncer, podemos desenvolver um novo método para a detecção precoce do câncer.

Os métodos atuais de análise de exossomos envolvem procedimentos complicados e demorados, incluindo uma combinação de ultracentrifugação e separação por afinidade. Se pudéssemos diferenciar exossomos secretados por câncer de outros exossomos em fluidos corporais sem pré-tratamentos complicados, isso possibilitaria um teste simples para detecção precoce do câncer.

Usando tecnologia de impressão molecular (Figura 2), a equipe preparou um filme de polímero artificial de cerca de 30 nanômetros, possuindo cavidades do tamanho de um exossomo no topo do substrato de vidro (uma cavidade de ligação ao exossomo). Então, usando sua própria tecnologia de pós-impressão, os pesquisadores introduziram seletivamente anticorpos que podem reconhecer proteínas de membrana na superfície dos exossomos, e moléculas fluorescentes que podem relatar informações de ligação do exossomo. Isso resultou em um chip de detecção de exossomo (Figura 3), um inovador, chip de detecção de fluorescência altamente sensível combinando anticorpos e materiais artificiais. Ele reconhece as proteínas de membrana em exossomos, captura os exossomos, e relata as informações por meio de alterações na fluorescência.

Para simplificar a análise de exossomos usando esta plataforma de detecção baseada em fluorescência, a equipe colaborou com a System Instruments Co., Ltd. para criar um dispositivo que automatize todo o processo de análise (Figura 4). Este instrumento é um microscópio de fluorescência montado em câmera CMOS altamente sensível equipado com um braço de robô 3-D. Com uma ponta de pipeta tipo plana feita sob medida inserida com o substrato de detecção de exossomo, pode realizar a sucção automaticamente, descarga, detecção de fluorescência e limpeza do substrato das amostras. Usando este equipamento, sem pré-tratamento e dentro de 10 minutos, a equipe alcançou detecção de alta sensibilidade sem precedentes de 6 picogramas por mililitro. Essa tecnologia nos permite detectar cerca de 150 exossomos em 10 microlitros, um nível de sensibilidade que ultrapassa em muito as técnicas de medição relatadas anteriormente.

Para detecção precoce de câncer, precisamos de verificações prévias antes que a doença se instale, mas atualmente a complexidade dessas verificações significa que apenas uma pequena proporção das pessoas é rastreada. O instrumento desenvolvido neste estudo facilita a análise dos exossomos nos fluidos corporais. "Daqui para frente, vamos coletar amostras clínicas em grande escala e realizar análises de exossomos, "comenta o professor Takeuchi." Se puder ser verificado que a análise de exossomos secretados por câncer é útil em exames de câncer, isso contribuirá para aumentar o número de rastreios. Também pode ser aplicado a testes de câncer, eficácia do tratamento, previsões de transferência de câncer, e prognósticos pós-tratamento. "