O echipă de cercetători japonezi a creat un dispozitiv care poate schimba modul în care este diagnosticat cancerul, folosind doar o analiză uzuală de sânge. Tehnologia foloseşte un material special acoperit cu anticorpi care recunosc celulele canceroase aflate în sânge. Acest sistem permite identificarea cu o precizie de peste 90%, chiar şi atunci când sângele circulă rapid prin dispozitiv. Inovaţia ar putea schimba modul în care specialiştii detectează cancerul în faze timpurii, urmăresc evoluţia bolii şi evaluează eficienţa tratamentelor oncologice.
Celulele tumorale circulante (CTC) sunt celule canceroase care s-au desprins de la o tumoră primară. Aceste celule pot circula prin sânge şi se pot fixa în alte organe, formând tumori secundare. Identificarea şi analiza celulelor canceroase din sânge poate contribui semnificativ la stabilirea diagnosticului şi alegerea tratamentului adecvat pentru diverse tipuri de cancer. Totuşi, captarea eficientă a acestor celule canceroase din sânge s-a dovedit dificilă.
Progresele în tehnologiile de micro/nanofabricaţie, împreună cu utilizarea unor materiale polimerice noi, au condus la dezvoltarea sistemelor microfluidice, capabile să detecteze celulele canceroase. Studii recente arată că, prin utilizarea anticorpilor ca molecule de captare, aceste CTC pot fi captate de aceste sisteme. Cu toate astea, integrarea anticorpilor în anumite zone ale unor dispozitive microscopice necesită reacţii chimice complexe şi creşte costurile de producţie la scară largă.
Pentru a permite captarea eficientă a celulelor canceroase circulante din sânge folosind o platformă de detectare accesibilă, o echipă de oameni de ştiinţă de la Şcoala Superioară de Inginerie, din cadrul Universităţi Chiba, din Japonia, a dezvoltat noi dispozitive de testare a sângelui care conţin structuri minuscule, de dimensiuni apropiate celor ale celulelor, concepute pentru a facilita captarea celulelor canceroase în timpul analizei.
Rezultatele cercetărilor au fost publicate în revista Lab on a Chip.
La început, cercetătorii au folosit foi subţiri dintr-un material plastic numit policarbonat (PC), pe care le-au modelat cu o tehnologie bazată pe căldură, astfel încât suprafaţa acestora să devină foarte fin texturată, la scară microscopică. Această texturare specială a permis ca anticorpii - molecule care recunosc celulele canceroase - să se fixeze uşor pe aceste suprafeţe, pregătind astfel materialul pentru a capta eficient celulele tumorale din sânge.
Pentru a dezvolta un microdispozitiv funcţional, oamenii de ştiinţă au acoperit foile de PC fabricate cu anticorpi anti-EpCAM, capabili să capteze celulele canceroase. Anticorpii anti-EpCAM sunt molecule care recunosc şi se leagă de o proteină numită EpCAM, prezentă pe suprafaţa multor celule canceroase. Ei sunt folosiţi în teste de laborator pentru a identifica şi capta aceste celule din sânge sau alte probe.
Apoi, cercetătorii au plasat foile de PC între o placă plană şi o lamelă de sticlă, formând astfel canalele microfluidice de captare a celulelor din probele de sânge.
Prin imprimarea unor structuri microscopice conice pe foi de policarbonat şi acoperirea acestora cu anticorpi împotriva moleculei de adeziune a celulelor epiteliale umane (EpCAM), cercetători din Japonia au dezvoltat un instrument de diagnostic care foloseşte canale foarte înguste, la scară microscopică, prin care circulă sângele pentru a detecta celulele canceroase. Dispozitivul lor a demonstrat o sensibilitate ridicată, menţinând o eficienţă de captare a celulelor canceroase de peste 90%, chiar şi la viteze mari de curgere a sângelui. Credit: Chiba University, 29 iulie 2025
Pentru a înţelege cât de mult influenţează forma şi direcţia suprafeţei modul în care sunt captate celulele canceroase, cercetătorii au testat diferite poziţionări ale suprafeţei texturate în interiorul canalelor dispozitivului prin care circulă sângele.
În timpul testelor de laborator, dispozitivul a reuşit să identifice şi să reţină cu precizie ridicată celulele canceroase provenite din cancere de sân (MCF-7) şi plămâni (A549), extrase din probe de sânge uman.
Cercetătorii au descoperit că atunci când suprafaţa internă a dispozitivului era orientată sub anumite unghiuri (de 15° sau 30°), dispozitivul continua să identifice celulele canceroase cu o precizie de peste 90%, chiar şi când sângele circula rapid. Această observaţie arată că modul în care este concepută şi poziţionată suprafaţa activă are un rol esenţial în funcţionarea eficientă a testului.
„Există numeroase metode pentru depistarea cancerului, dar a fost mereu dificil să identificăm celulele canceroase din sânge cu precizie mare, fără a folosi proceduri invazive”, a declarat, marţi, profesorul Masumi Yamada care a condus studiul, citat într-un comunicat.
Pentru a demonstra că dispozitivul poate fi folosit în scopuri medicale, cercetătorii au aplicat o metodă de colorare specială care face anumite proteine să lumineze sub un microscop cu lumină fluorescentă. Chiar şi după aplicarea mai multor substanţe pentru colorare, celulele canceroase au rămas bine fixate în interiorul dispozitivului şi nu s-au pierdut. În plus, datorită fluorescenţei, aceste celule au putut fi uşor diferenţiate de cele normale, ceea ce confirmă utilitatea practică a dispozitivului pentru identificarea precisă a celulelor canceroase.
Cercetătorii speră că noul sistem de testare va face posibilă depistarea timpurie a cancerului folosind doar o simplă probă de sânge.
În plus, această tehnologie ar putea fi folosită pentru a urmări eficienţa tratamentelor şi pentru a detecta eventualele recidive ale cancerului.
