Um rápido, técnica barata, porém sensível para detectar marcadores de câncer está aproximando os pesquisadores de uma "biópsia líquida" - um teste que usa uma pequena amostra de sangue ou soro para detectar o câncer, em vez da amostra invasiva de tecido usada rotineiramente para o diagnóstico.

Pesquisadores da Universidade de Illinois desenvolveram um método para capturar e contar microRNAs associados ao câncer, ou pequenos pedaços de moléculas mensageiras que são exsudadas das células e podem ser detectadas no sangue ou soro, com resolução de uma única molécula. A equipe publicou seus resultados no Proceedings of the National Academy of Sciences .

"As células cancerosas contêm mutações genéticas que as permitem proliferar fora de controle e escapar do sistema imunológico, e algumas dessas mutações aparecem em microRNAs, "disse o líder do estudo Brian Cunningham, um professor de Engenharia Elétrica e da Computação em Illinois. Cunningham também dirige o Holonyak Micro and Nanotechnology Lab em Illinois.

"Existem moléculas de microRNA específicas cuja presença e concentração são conhecidas por estarem relacionadas à presença e agressividade de tipos específicos de câncer, então eles são conhecidos como biomarcadores que podem ser a molécula alvo para um teste diagnóstico, " ele disse.

O grupo de Cunningham desenvolveu uma técnica chamada Microscopia de Absorção de Ressonador Fotônico para capturar e contar biomarcadores de microRNA. Em colaboração com o professor Manish Kohli do Moffitt Cancer Center na Flórida, eles testaram PRAM em dois microRNAs que são marcadores conhecidos de câncer de próstata.

Eles descobriram que era sensível o suficiente para detectar pequenas quantidades que estariam presentes no soro de um paciente, mas também seletivo o suficiente para detectar o marcador entre um coquetel de moléculas que também estariam presentes no soro.

"Um dos principais desafios do biossensor é manter a sensibilidade e a seletividade ao mesmo tempo, "disse Nantao Li, um estudante de graduação e co-primeiro autor. "Você quer que seja sensível o suficiente para detectar quantidades muito pequenas, mas você não quer que ele pegue todo RNA do sangue. Você quer que essa sequência específica seja o seu alvo. "

PRAM atinge ambas as qualidades combinando uma sonda molecular e um sensor de cristal fotônico. A sonda emparelha-se muito especificamente a um microRNA designado e tem uma tampa protetora que sai quando encontra e se liga ao biomarcador alvo. A extremidade exposta da sonda pode então se ligar ao sensor, produzindo um sinal visível através de um microscópio.

Cada sonda individual que se liga envia um sinal separado que os pesquisadores podem contar. Isso significa que os pesquisadores são capazes de detectar quantidades muito menores do que os métodos tradicionais, como fluorescência, que precisam exceder um certo limite para emitir um sinal mensurável. Ser capaz de contar cada biomarcador também traz o benefício adicional de permitir que os pesquisadores monitorem as mudanças na concentração do biomarcador ao longo do tempo.

"Com PRAM, nós injetamos uma amostra em uma solução e obtemos uma leitura dentro de duas horas, "disse o pesquisador de pós-doutorado Taylor Canady, um co-primeiro autor do estudo. "Outras tecnologias que produzem leituras de molécula única requerem processamento extra e etapas adicionais, e requerem um dia ou mais de espera. PRAM parece algo que poderia ser muito mais viável clinicamente. Além disso, usando um sinal óptico em vez de fluorescência, poderíamos um dia construir um dispositivo miniaturizado que não precisasse de um técnico de laboratório treinado. "

A abordagem PRAM pode ser adaptada a diferentes microRNAs ou outros biomarcadores, os pesquisadores dizem, e é compatível com plataformas de microscópio existentes.

"Esta abordagem torna a ideia de realizar uma 'biópsia líquida' para moléculas de baixa concentração relacionadas ao câncer um passo mais perto da realidade, "Cunningham disse." Este avanço demonstra que é possível ter um método barato e rotineiro que é sensível o suficiente para exigir apenas uma gota de sangue. Os resultados do teste podem dizer ao médico se um regime de quimioterapia está funcionando, se o câncer de uma pessoa está desenvolvendo uma nova mutação que o tornaria resistente a uma droga, ou se uma pessoa que já havia sido tratada de câncer pode estar em remissão. "