Uma placa de vidro com rugosidade em nanoescala pode ser uma maneira simples de os cientistas capturarem e estudarem as células tumorais circulantes que carregam o câncer pelo corpo através da corrente sanguínea.

Pesquisadores de engenharia e médicos da Universidade de Michigan desenvolveram tal configuração, que eles dizem que tira proveito do impulso mais forte das células cancerosas para se estabelecer e se ligar em comparação com as células sanguíneas normais.

Acredita-se que as células tumorais circulantes contribuam para a metástase do câncer, o processo sombrio da doença se espalhando de seu local original para tecidos distantes. Os exames de sangue que contam essas células podem ajudar os médicos a prever quanto tempo viverá um paciente com câncer disseminado.

Tão importante quanto as células náufragos são, os cientistas não sabem muito sobre eles. São raros, em cerca de um por bilhão de células do sangue. E eles não são todos idênticos, mesmo que venham do mesmo tumor. As ferramentas existentes para isolá-los capturam apenas certos tipos de células - aquelas que expressam proteínas de superfície específicas ou são maiores do que as células sanguíneas normais.

Por exemplo, o comumente usado, O sistema CellSearch aprovado pela FDA usa esferas magnéticas revestidas de anticorpos para procurar células tumorais e ligar-se a elas. Mas nem todas as células tumorais circulantes expressam as proteínas que esses anticorpos reconhecem. É possível que os mais perigosos, conhecidas como células-tronco cancerosas ou células progenitoras, pode ter tirado aquele casaco revelador, evitando assim abordagens que dependem de anticorpos.

Os pesquisadores dizem que seu sistema provavelmente pode prender essas células-tronco cancerosas secretas - um feito que nenhuma equipe de pesquisa conseguiu ainda.

"Nosso sistema pode capturar a maioria das células tumorais circulantes, independentemente de suas proteínas de superfície ou seus tamanhos físicos, e isso pode incluir células progenitoras ou iniciadoras de câncer, "disse Jianping Fu, professor assistente de engenharia mecânica e engenharia biomédica e autor sênior de um artigo sobre a técnica publicado online em ACS Nano .

Fu e seus colegas de engenharia se uniram à pesquisadora sênior de câncer da U-M e à clínica de câncer de mama Dra. Sofia Merajver e sua equipe. Este grupo multidisciplinar acredita que, embora o dispositivo possa um dia melhorar o diagnóstico e o prognóstico do câncer, seu primeiro uso seria para pesquisadores isolar células tumorais circulantes vivas de amostras de sangue e estudar suas propriedades biológicas e físicas.

"Compreender o comportamento físico e a natureza dessas células tumorais circulantes certamente nos ajudará a entender melhor uma das questões mais difíceis na biologia do câncer - a cascata metastática, isso é, como a doença se espalha, "Disse Fu." Nosso sistema poderia fornecer uma maneira eficiente e poderosa de capturar as células tumorais circulantes vivas e usá-las como substitutas para estudar o processo metastático.

Mas capturá-los, tão desafiador quanto provou ser, é apenas o começo, disse Merajver, que passou os últimos 18 anos estudando a sinalização celular e as propriedades físicas das células cancerosas altamente agressivas.

"A aplicação da biologia integrativa é necessária para reunir a história de como essas células se comportam a tempo de atingir metástases bem-sucedidas e, assim, descobrir as rotas para suprimir esse desenvolvimento mortal, "Merajver disse." Nossa colaboração com o laboratório Fu exemplifica a inovação necessária para a guerra contra o câncer - equipe de ciência do laboratório até a clínica. "

Em seus experimentos, os pesquisadores usaram uma técnica de microfabricação padrão e barata chamada "corrosão iônica reativa" para tornar as lâminas de vidro ásperas com resolução em nanoescala. Então, eles misturaram diferentes amostras de sangue com células cancerosas derivadas de mama humana, tecidos cervicais e da próstata. Quando eles derramaram as amostras sobre as placas de vidro, as superfícies de vidro nano-duras capturaram uma média de 88% a 95% das células cancerosas.

Fu sugere por quê.

"As células sanguíneas são intrinsecamente flutuantes, "Disse Fu." As células cancerosas, incluindo as células tumorais circulantes derivadas de tumores sólidos, são presumivelmente células aderentes. Eles podem escapar do tumor primário, mantendo certas propriedades de adesão que permitem que eles se fixem e estabeleçam outro tumor. "

Em outros estudos, os pesquisadores notaram que as células tumorais circulantes tendem a aderir a superfícies ásperas. Mas as superfícies ásperas nesses estudos foram revestidas com anticorpos de captura. Essas novas superfícies nano-rugosas não requerem anticorpos de captura.

"Nosso método apresenta uma melhoria significativa, pois pode ser aplicado, em princípio, a qualquer célula cancerosa proveniente de tumores sólidos, "Fu disse.

O artigo é intitulado "Superfícies Nanoroughened para Captura Eficiente de Células Tumorais Circulantes sem Usar Anticorpos de Captura." A universidade está buscando proteção de patente para a propriedade intelectual e está procurando parceiros de comercialização para ajudar a trazer a tecnologia para o mercado.