Detección de células cancerosas agresivas mediante etiquetado óptico en tiempo real y análisis de imágenes

Figura que muestra una muestra de células de cáncer de hueso (de la línea celular U2OS) vistas en tres colores: una etiqueta de membrana roja, una etiqueta nuclear verde y, en azul, células fotoetiquetadas que forman las letras OVNI. UFO significa ‘Óptica de campo de visión ultra amplio’. Crédito: Pin-Rui Su (Laboratorio Chien).

Las metástasis en el cáncer a menudo son causadas por unas pocas células anormales. Estas se comportan de manera más agresiva que las otras células cancerosas en un tumor. Miao-Ping Chien y Daan Brinks, de dos universidades diferentes, están trabajando juntos en un método para detectar estas células. Su investigación ahora ha sido publicada en Nature Biomedical Engineering.

Un paciente diagnosticado con cáncer tiene cada vez mejores perspectivas hoy en día porque los medicamentos son cada vez más efectivos. Sin embargo, queda un riesgo. Incluso después de que el tumor se haya reducido, puede volver a crecer después de un tiempo y propagarse a otros órganos. Esta propagación agresiva a través del cuerpo generalmente es causada por un pequeño grupo de células. «Estas células madre cancerosas se comportan de manera diferente a otras células y, por lo tanto, tienen un impacto significativo en la recurrencia del cáncer», dice Miao-Ping Chien de Erasmus MC, quien trabaja en estrecha colaboración con Daan Brinks de TU Delft. Su colaboración es una polinización cruzada entre dos laboratorios multidisciplinarios ubicados a solo quince kilómetros de distancia. Brinks dice: «Es fácil simplemente subirse a la bicicleta o al automóvil para llegar al otro laboratorio y hacer algunas pruebas más al final del día». Lo especial de su historia es que no son solo colegas, sino también socios. La pareja viajó a los Países Bajos para unir fuerzas en la investigación del cáncer.

Detectar algunas células que se comportan de manera diferente en un tumor ha sido un gran desafío en el campo de la investigación del cáncer durante muchos años. Chien dice: «Sabemos que están allí desde hace mucho tiempo, pero el Santo Grial es poder secuenciar con precisión esas células, para averiguar su contenido de ADN y ARN. Simplemente examinar el exterior de la célula no es suficiente». suficiente para estas células especiales. Aunque allí se pueden encontrar ciertas sustancias características, los llamados biomarcadores, estos son bastante cambiantes en una célula tan agresiva». Para saber cómo funcionan realmente esas células, Chien y Brinks necesitan descifrar la secuencia genética. Esto hace que sea más fácil determinar cómo funcionan estas células y también cómo pueden destruirse. Determinar el perfil genético de las células ha sido posible desde hace algún tiempo, pero determinar el perfil de células individuales solo ha sido posible durante algunos años.

Video que muestra el método de investigación de Brinks and Chien. Crédito: UFO Biosciences

Comportamiento desviado

Chien y Brinks tuvieron que combinar toda una gama de técnicas para asegurarse de que habían obtenido las células correctas. Al trabajar con dos laboratorios para armar y afinar un proceso complicado, ahora es posible detectar células cancerosas agresivas, iluminarlas, separarlas de las otras células y luego determinar la secuencia de ARN. “La primera pregunta fue: ¿cómo se comportan estas células agresivas? Por ejemplo, sabemos que se mueven más que otras células. Y que no se dividen en dos células, como en la división celular normal, sino en tres o cuatro. células», explica Chien. Así que tuvo que buscar esas células en una muestra de biopsia, es decir, un trozo de tejido canceroso.

Imágenes, iluminación y análisis

Los dos investigadores necesitaban un microscopio que pudiera obtener imágenes de un gran número de células simultáneamente, así como software para analizar las imágenes. Junto con las personas que trabajan en sus laboratorios, desarrollaron un microscopio que estudia continuamente las imágenes y «ve» qué células muestran un comportamiento anormal. Este comportamiento de las células cancerosas agresivas se desarrolla en una escala de tiempo de minutos a horas, pero el análisis de este comportamiento debe hacerse mucho más rápido. «Después de todo, no desea que las células detectadas ya se hayan movido nuevamente», explica Brinks. El microscopio dirige un haz de luz sobre las células cancerosas agresivas detectadas. Las células se iluminan porque el tejido ha sido tratado previamente con una sustancia especial. A continuación, se seleccionan las células iluminadas y ahora están listas para la secuenciación y el análisis de ARN. Solo necesitan unos pocos o unos pocos cientos de células.

Medicamentos

«Ahora podemos determinar el perfil genético de las células cancerosas agresivas. Esto no fue tan fácil de hacer al principio, porque tienes que lidiar con todos los desafíos de obtener imágenes, seleccionar y determinar la secuencia de ARN de una sola vez. Todo en el proceso tiene que funcionar correctamente», dice Chien.

«Y si sabe lo que sucede en esas células, puede desarrollar medicamentos basados en eso. Hemos logrado descubrir un mecanismo en unos pocos meses, mientras que otros necesitaron bastantes años con el mecanismo existente». técnicas. Simplemente lo descubrimos casi al mismo tiempo. Tal vez, con nuestro método, eventualmente se pueda hacer en unas pocas semanas».

Los dos están creando ahora una empresa llamada UFO Biosciences, para que investigadores de todo el mundo puedan enviar muestras de células o trozos de tejido canceroso para su análisis. Según ellos, ya existe un gran interés por parte de otras universidades e institutos de investigación.

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La migración a través de espacios pequeños hace que las células cancerosas sean más agresivas Más información: Daan Brinks, Vinculación de los genotipos y fenotipos de las células cancerosas en poblaciones heterogéneas a través de imágenes y etiquetado óptico en tiempo real análisis, Nature Biomedical Engineering (2022). DOI: 10.1038/s41551-022-00853-x. www.nature.com/articles/s41551-022-00853-x Información de la revista: Nature Biomedical Engineering

Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Delft Cita: Detección de cáncer agresivo células mediante etiquetado óptico en tiempo real y análisis de imágenes (2022, 17 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-aggressive-cancer-cells-real-time-optical.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.