Pesquisadores desenvolvem uma nova maneira de encontrar câncer em escala nanométrica
Diagnosticar e tratar o câncer pode ser uma corrida contra o tempo. No momento em que a doença é diagnosticada em um paciente, muitas vezes ela está avançada e capaz de se espalhar por todo o corpo, diminuindo as chances de sobrevivência. O diagnóstico precoce é fundamental para pará-lo.
Num novo artigo liderado pela Concordia e publicado na revista Biosensors and Bioelectronics, os investigadores descrevem um novo método de biópsia líquida utilizando tecnologia lab-on-a-chip que acreditam poder detectar o cancro antes mesmo de o tumor se formar.
Usando partículas magnéticas revestidas com um agente de ligação especialmente projetado, o chip de biópsia líquida atrai e captura partículas contendo biomarcadores causadores de câncer. Uma análise detalhada pode identificar o tipo de câncer que eles carregam. Isso, dizem os pesquisadores, pode melhorar significativamente o diagnóstico e o tratamento do câncer.
Prendendo o mensageiro
O chip tem como alvo vesículas extracelulares (EVs), um tipo de partícula liberada pela maioria dos tipos de células orgânicas. Os EVs – às vezes chamados de exossomos – são extremamente pequenos, geralmente medindo entre 40 e 200 nanômetros. Mas eles contêm uma carga de proteínas, ácidos nucleicos como RNA, metabólitos e outras moléculas da célula-mãe, e são absorvidos por outras células. Se os VE contiverem biomarcadores associados ao cancro e outras doenças, espalharão a sua carga tóxica de célula para célula.
Para capturar exclusivamente os exossomos portadores de câncer, os pesquisadores desenvolveram um pequeno chip microfluídico contendo nanopartículas magnéticas ou de ouro revestidas com um polipeptídeo sintético para atuar como um agente de ligação molecular. Quando uma gota de líquido orgânico – seja sangue, saliva, urina ou qualquer outra coisa – passa pelo chip, os exossomos se ligam às nanopartículas tratadas. Depois que os exossomos são capturados, os pesquisadores os separam das nanopartículas e realizam análises proteômicas e genômicas para determinar o tipo específico de câncer.
“Esta técnica pode fornecer um diagnóstico muito precoce do câncer que ajudaria a encontrar soluções terapêuticas e melhorar a vida dos pacientes”, diz o autor sênior do artigo, Muthukumaran Packirisamy, professor do Departamento de Engenharia Mecânica, Industrial e Aeroespacial e diretor do Departamento Óptico da Concordia. Laboratório de Biomicrossistemas.
Alternativas à quimioterapia convencional e cirurgias exploratórias
“As biópsias líquidas evitam o trauma das biópsias invasivas, que envolvem cirurgia exploratória”, acrescenta. “Podemos obter todos os marcadores e prognósticos de câncer apenas examinando qualquer fluido corporal”.
Ter conhecimento detalhado de uma forma específica da composição genética do cancro irá expor as suas fraquezas ao tratamento, observa Anirban Ghosh, co-autor e professor afiliado do laboratório de Packirisamy. “A quimioterapia convencional tem como alvo todos os tipos de células e resulta em efeitos colaterais significativos e desagradáveis”, diz ele. "Com os diagnósticos de precisão que nos são oferecidos aqui, podemos conceber um tratamento que atinja apenas as células cancerígenas."
O autor principal do artigo é Ph.D. estudante Srinivas Bathini, com formação acadêmica em engenharia elétrica. Ele diz que a abordagem interdisciplinar à sua atual área de estudo tem sido desafiadora e gratificante e observa que o potencial da tecnologia poderia revolucionar o diagnóstico médico. Os pesquisadores usaram células de câncer de mama neste estudo, mas estão procurando maneiras de expandir suas capacidades para incluir uma ampla gama de testes de doenças.
“Talvez um dia este produto possa estar tão prontamente disponível quanto outros dispositivos no local de atendimento, como testes de gravidez caseiros”, especula.
Mais informações: Srinivas Bathini et al, Chip de biópsia líquida baseado em partículas magnéticas para isolamento de vesículas extracelulares e caracterização por amplificação genética, Biosensors and Bioelectronics (2021). DOI: 10.1016/j.bios.2021.113585