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Las ondas sonoras separan células tumorales y sanguíneas
Una herramienta que puede analizar la sangre de un paciente con cáncer en busca de células tumorales raras es extremadamente útil para verificar si un tumor se va a diseminar. Ahora los científicos han encontrado una forma de hacer esto usando ondas de sonido "inclinadas" en un dispositivo no mayor que una moneda pequeña, que ofrece una forma efectiva de clasificar las células sin tener que tratarlas con productos químicos o deformarlas mecánicamente.
El equipo incluye miembros del MIT (Cambridge, MA), la Universidad Estatal de Pensilvania (University Park, PA) y la Universidad Carnegie Mellon (Pittsburgh, PA), e informa sus hallazgos en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Las ondas sonoras ofrecen una forma de clasificar las células sin tener que exponerlas a sustancias químicas o fuerzas dañinas, como autor principal del nuevo estudio, el Dr. Ming Dao, investigador científico principal del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del MIT, explica:
"La presión acústica es muy leve y mucho menor en términos de fuerzas y perturbación de la célula. Esta es una forma muy suave de separar las células, y no es necesario el etiquetado artificial".
Las ondas de sonido inclinadas separan los tipos de células de manera más efectiva
El suyo no es el primer intento de separar células y partículas pequeñas usando ondas de sonido. Si tomas una mezcla de células o partículas y las haces fluir en una dirección, puedes desviar muy levemente su recorrido al exponerlas a ondas de sonido. La cantidad de deflexión depende de las propiedades físicas de las celdas, como el tamaño y la compresibilidad.
Las ondas sonoras ofrecen una forma de clasificar las células sin tener que exponerlas a productos químicos o fuerzas dañinas.
Ilustración: Christine Daniloff / MIT
Pero los esfuerzos anteriores para hacer que los separadores de células funcionen usando ondas de sonido no han sido capaces de hacer la diferencia en la deflexión lo suficientemente grande como para separar las células con eficacia.
El Dr. Ming y sus colegas resolvieron el problema utilizando ondas de sonido inclinadas. Estos cruzan la trayectoria de las células en un ángulo en lugar de seguir recto, lo que garantiza que cada célula se encuentre con varios nodos de baja presión en su recorrido a través del microcanal en lugar de solo uno.
En su estudio, el equipo primero probó su dispositivo usando cuentas de plástico y mostró que podía separar perlas de 9.9 micras de perlas de 7.3 micras de diámetro con aproximadamente 97% de precisión. Una micra es una milésima de milímetro.
Desarrollaron aún más el dispositivo al agregar un módulo de simulación por computadora que puede predecir la trayectoria de una partícula a través del microcanal en función de su tamaño, compresibilidad y densidad y el ángulo de las ondas de sonido. Esta función significa que el dispositivo se puede personalizar para clasificar diferentes tipos de partículas o células.
71% de las células tumorales recuperadas en una mezcla de laboratorio de cáncer de mama y glóbulos blancos
El equipo también probó qué tan bien el dispositivo fue capaz de separar células de cáncer de mama MCF-7 (20 micras de diámetro) de glóbulos blancos (12 micras de diámetro). Las celdas también difieren en compresibilidad y densidad.
Los resultados mostraron que el clasificador de células recuperó alrededor del 71% de las células cancerosas.
El equipo ahora planea probar el dispositivo con muestras de sangre de pacientes con cáncer en entornos clínicos. Las células tumorales circulantes son muy raras: un mililitro de sangre de un paciente con cáncer típico solo puede contener unas pocas células tumorales.
Los investigadores han solicitado una patente en su dispositivo. Lo ven ayudando a los médicos a determinar si el tumor de un paciente está por diseminarse a otros sitios del cuerpo. Cuando los tumores se preparan para hacer esto, comienzan a enviar células que viajan a través del torrente sanguíneo.
Los Institutos Nacionales de Salud y la National Science Foundation ayudaron a financiar el estudio.
Puede ver el dispositivo en acción al reproducir el video a continuación.
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