Notícia

Novo sistema microfluídico pode monitorar resistência aos medicamentos em células cancerosas

Inovação pode abrir portas para opções de tratamento mais eficazes para diversos cânceres

Laboratório da Dra. Soojung Claire Hur, Universidade Johns Hopkins

Fonte

Universidade Johns Hopkins

Data

sexta-feira, 5 agosto 2022 06:25

Áreas

Análises Clínicas. Biomedicina. Biotecnologia. Farmacologia. Hematologia. Imunoterapia. Laboratórios. Medicina de Precisão. Microbiologia. Oncologia. Saúde Pública. Sistemas Microeletromecânicos. Terapia Genética.

Encontradas no sangue de um paciente, células tumorais circulantes (CTCs) têm um poderoso potencial para indicar o quão bem um tratamento contra o câncer está funcionando e orientar as decisões de tratamento. Mesmo assim, as tecnologias direcionadas a CTCs ainda não foram amplamente implementadas nas clínicas, em parte porque as CTCs são muito raras, e separá-las do bilhão de células normais no sangue é um desafio.

Desenvolvido recentemente por engenheiros da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, um novo sistema microfluídico pode facilitar a coleta e o teste de CTCs resistentes a medicamentos a partir de amostras de sangue conhecidas como ‘biópsias líquidas’, que são mais rápidas, menos invasivas e mais seguras do que as biópsias de tecidos tradicionais.

Os resultados foram publicados na revista científica Plos One.

“Nosso fluxo de trabalho tem o potencial de avaliar diretamente as células tumorais circulantes e determinar novas e ótimas combinações de medicamentos que tornam as células cancerígenas responsivas ao tratamento novamente”, disse a Dra. Soojung Claire Hur, pesquisadora principal do estudo e professorado Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia da Universidade Johns Hopkins.

Como podem ser feitas com mais frequência, as biópsias líquidas ajudam a avaliar os pacientes em diferentes fases do tratamento do câncer. Por exemplo, essas biópsias podem coletar informações sobre por que algumas células cancerosas se tornam resistentes ao tratamento atual de um paciente, disse a professora Soojung Hur. Seu laboratório havia desenvolvido anteriormente uma técnica para isolar CTCs para fins de teste: uma amostra de sangue flui através de um chip microfluídico, que reconhece e retém apenas as células tumorais raras.

Neste novo estudo, os pesquisadores decidiram adaptar essa técnica para investigar a resposta das células às drogas em tempo real. Primeiro, a equipe executou amostras de sangue total com uma linhagem de células de câncer de pulmão resistente a medicamentos através do processo de purificação mencionado anteriormente. Em seguida, eles usaram o novo dispositivo microfluídico como um eletroporador, criando ‘buracos’ nas membranas das células cancerígenas com choques de eletricidade antes de injetar diretamente nas células uma combinação de dois medicamentos contra o câncer.

Os pesquisadores descobriram que combinar os medicamentos certos pode superar a resistência e restaurar a resposta terapêutica nas células tumorais, disse Hyun Woo Sung, doutorando no laboratório da professora Soojung Hur e principal autor do estudo.

De acordo com Hyun Sung, a principal inovação do sistema é sua dependência de um pipeline de imagem de célula única, uma técnica que identifica diferenças discretas de célula para célula dentro da população de células. Neste estudo, eles usaram essa abordagem para determinar se todas as células que coletam e eletroporaram são permeáveis ​​à entrega de drogas ou não, e se a célula está viva ou morta após o choque.

“Geralmente, uma tensão elétrica mais alta levará a mais ‘instância’ individual de células que vemos em nossas imagens que são permeabilizadas, mas também a uma ‘instância’ mais alta de células que morrem por um choque muito grande. Ao coletar todas essas informações do células em uma faixa de tensões de entrada, nossa abordagem nos permite calcular o desempenho da eletroporação e identificar a tensão ideal que funciona melhor para as células em nosso sistema”, disse Hyun Sung.

A análise de célula única também é promissora, pois aborda a natureza rara de CTCs em amostras de sangue. As técnicas convencionais de análise requerem que um certo número de células esteja presente para processar com sucesso a amostra. Em contraste, o sistema do laboratório da professora Soojung Hur oferece uma forma alternativa de analisar uma população menor de células, como as CTCs.

Embora este estudo forneça uma prova de conceito, com mais trabalho, os pesquisadores acreditam o sistema dará aos médicos as informações necessárias para determinar se os pacientes individuais responderão a um medicamento específico ou não.

“Em estudos futuros, planejamos aumentar o volume de sangue processado e expandir os tipos de terapias que estamos entregando às células, além dos medicamentos. Nossa tecnologia também pode ser usada para monitorar a resposta a outros tratamentos, como terapia genética e imunoterapia, apenas a partir de um simples exame de sangue”, concluiu Hyun Woo Sung.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Johns Hopkins (em inglês).

Fonte: Catherine Graham, Universidade Johns Hopkins, Imagem: Laboratório da Dra. Soojung Claire Hur, Universidade Johns Hopkins.

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