p (Phys.org) - Um chip microfluídico desenvolvido na Universidade de Michigan está entre os melhores na captura de células tumorais circulantes indescritíveis do sangue - e pode apoiar o crescimento das células para análises posteriores. p O dispositivo, considerado o primeiro a emparelhar essas funções, usa o óxido de grafeno de material eletrônico avançado. Nas clínicas, tal dispositivo poderia um dia ajudar os médicos a diagnosticar câncer, fornecem prognósticos mais precisos e opções de tratamento de teste em células cultivadas sem submeter os pacientes às biópsias tradicionais.

p "Se conseguirmos fazer com que essas tecnologias funcionem, vai fazer avançar novos medicamentos contra o câncer e revolucionar o tratamento de pacientes com câncer, "disse o Dr. Max Wicha, diretor do U-M Cancer Center e co-autor de um artigo sobre o novo dispositivo, publicado online esta semana em Nature Nanotechnology .

p "As células tumorais circulantes desempenharão um papel significativo no diagnóstico precoce do câncer e nos ajudarão a entender se os tratamentos estão funcionando em nossos pacientes com câncer, servindo como uma biópsia 'líquida' para avaliar as respostas ao tratamento em tempo real, "disse a coautora Dra. Diane Simeone, o Lazar J. Greenfield Professor de Cirurgia na U-M Medical School e diretor do Programa de Oncologia Translacional.

p "Estudos de células tumorais circulantes também nos ajudarão a entender os mecanismos biológicos básicos pelos quais as células cancerosas se metastatizam ou se espalham para órgãos distantes - a principal causa de morte em pacientes com câncer."

p No entanto, essas células não estão cumprindo sua promessa na medicina porque são muito difíceis de separar de uma amostra de sangue, dizem os pesquisadores. No sangue de pacientes com câncer em estágio inicial, eles respondem por menos de um em cada bilhão de células, então pegá-los é mais difícil do que encontrar a proverbial agulha em um palheiro.

p "Posso queimar o palheiro ou usar um imã enorme, "disse Sunitha Nagrath, um professor assistente de engenharia química, quem liderou a pesquisa. "Quando se trata de células tumorais circulantes, quase parecem - parecem - qualquer outra célula do sangue. "

p Em seu chip microfluídico, A equipe de Nagrath cultivou densas florestas de cadeias moleculares, cada um equipado com um anticorpo para agarrar as células cancerosas.

p Mesmo depois que as células são capturadas, ainda é difícil executar uma análise robusta em apenas um punhado deles, dizem os pesquisadores. É por isso que esta demonstração de captura de células tumorais altamente sensíveis, combinado com a capacidade de fazer crescer as células no mesmo dispositivo, é tão promissor.

p Hyeun Joong Yoon, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Nagrath com formação em engenharia elétrica, foi fundamental para fazer o chip microfluídico. Ele começou com uma base de silício e adicionou uma grade de quase 60, 000 formas planas de ouro, como flores de quatro pétalas, cada um não mais largo do que um fio de cabelo.

p As flores de ouro atraíram naturalmente um material relativamente novo chamado óxido de grafeno. Essas folhas de carbono e oxigênio, apenas alguns átomos de espessura, se espalharam sobre o ouro. Esta formação em camadas permitiu que a equipe aumentasse as cadeias moleculares de captura de células tumorais de forma tão densa.

p "É quase como se cada grafeno tivesse muitos nano-braços para capturar células, "Nagrath disse.

p Para testar o dispositivo, a equipe analisou amostras de um mililitro de sangue na câmara fina do chip. Mesmo quando eles adicionaram apenas três a cinco células cancerosas aos 5-10 bilhões de células sanguíneas, o chip foi capaz de capturar todas as células da amostra na metade do tempo, com uma média de 73 por cento ao longo de 10 tentativas.

p "Esse é o valor mais alto que alguém já mostrou na literatura para aumentar um número tão baixo de células, "Nagrath disse.

p A equipe contou as células cancerosas capturadas marcando-as com moléculas fluorescentes e observando-as através de um microscópio. Essas marcas tornaram as células cancerosas fáceis de distinguir das células sanguíneas capturadas acidentalmente. Eles também cultivaram células de câncer de mama ao longo de seis dias, usando um microscópio eletrônico para ver como eles se espalham pelas flores douradas.

p "Quando você tem células individuais, a quantidade de material em cada célula é muitas vezes tão pequena que é difícil desenvolver ensaios moleculares, "Wicha disse." Este dispositivo permite que as células cresçam em grandes quantidades para que você possa fazer uma análise genética com mais facilidade. "

p O chip pode capturar o pâncreas, células de câncer de mama e de pulmão em amostras de pacientes. Nagrath ficou surpreso que o dispositivo foi capaz de capturar cerca de quatro células tumorais por mililitro de sangue de pacientes com câncer de pulmão, mesmo tendo a forma inicial da doença.

p Trabalhando em uma equipe formada por engenheiros e profissionais médicos da U-M, Nagrath está otimista de que a nova técnica possa chegar às clínicas em três anos.

p O artigo é intitulado "Captura sensível de células tumorais circulantes por nanofolhas funcionalizadas de óxido de grafeno." 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.