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(noticias nanowerk) La nanopipeta de doble tubo de alta tecnología desarrollada por científicos de la Universidad de Leeds y aplicada al desafío médico global del cáncer ha permitido a los investigadores ver por primera vez cómo las células cancerosas vivas individuales responden al tratamiento y cambian con el tiempo. ideas que podrían ayudar a los médicos a desarrollar medicamentos contra el cáncer más eficaces.
La herramienta cuenta con dos agujas nanoscópicas, lo que significa que puede inyectar y extraer simultáneamente una muestra de la misma célula, ampliando sus usos. Y el alto nivel de semiautomatización de la plataforma ha acelerado significativamente el proceso, permitiendo a los científicos extraer datos de muchas más células individuales, con mucha mayor precisión y eficiencia de lo que antes era posible, según muestra el estudio.
Actualmente, las técnicas para examinar células individuales normalmente las destruyen, lo que permite examinar una célula antes o después del tratamiento.
Este dispositivo puede realizar una «biopsia» repetida de una célula viva durante el tratamiento del cáncer, tomando pequeños extractos de su contenido sin matarla, lo que permite a los científicos monitorear su respuesta a lo largo del tiempo.
Durante el estudio, el equipo multidisciplinario de biólogos e ingenieros probó la resistencia de las células cancerosas a la quimioterapia y la radioterapia utilizando el glioblastoma (GBM), la forma más mortal de cáncer cerebral, como prueba de su capacidad para adaptarse al tratamiento y sobrevivir.
Sus resultados serán publicados en la revista. Avances científicos (“La nanobiopsia unicelular permite la transcriptómica longitudinal de células cancerosas a lo largo de múltiples generaciones”).
Avance significativo
Uno de los autores correspondientes del artículo, el Dr. Lucy Stead, profesora asociada de biología de tumores cerebrales en la Facultad de Medicina de la Universidad de Leeds, afirmó: “Este es un avance significativo. Es la primera vez que contamos con tecnología que nos permite monitorear los cambios después del tratamiento en lugar de simplemente asumirlos.
“Este tipo de tecnología proporcionará un nivel de comprensión que simplemente nunca antes habíamos tenido. Y esta nueva comprensión y conocimiento conducirá a nuevas armas en nuestro arsenal contra todos los tipos de cáncer”.
Y añadió: «El GBM es el cáncer que más necesita estas nuevas armas, ya que no ha habido ninguna mejora en la supervivencia de esta enfermedad en los últimos 20 años».
«Hay mucho retraso y creemos que esto se debe a la naturaleza extremadamente ‘plástica’ de estos tumores: su capacidad para adaptarse y sobrevivir al tratamiento».
«Por eso es tan importante que podamos observar y caracterizar dinámicamente estas células a medida que cambian, para poder mapear el viaje que pueden realizar y luego encontrar formas de detenerlas en cada paso». las tecnologías disponibles para nosotros”.
Transformador
Dr. Stead dirige el grupo de investigación Glioma Genomics en el Instituto de Investigación Médica de Leeds en el Hospital St James, que se centra en curar los tumores cerebrales GBM. Y añadió: «Esta tecnología podría cambiar las reglas del juego para este tipo particular de cáncer y ayudarnos a encontrar finalmente tratamientos eficaces para esta terrible e incurable enfermedad».
La investigación fue financiada principalmente por Brain Tumor Charity, entre cuyos partidarios destacados se encuentra el exfutbolista del Leeds Dominic Matteo. Matteo no tenía GBM, pero se sometió a una cirugía para extirpar un tumor cerebral en 2019.
Dr. Simon Newman, director científico de Brain Tumor Charity, dijo: «Sabemos que las células de glioblastoma responden de manera diferente al tratamiento y a menudo desarrollan resistencia al tratamiento, lo que lleva a la recurrencia». capaz de recolectar células tumorales antes y después del tratamiento proporcionará una visión única del desarrollo de la resistencia a los medicamentos y el nuevo crecimiento del tumor.
«Esperamos que este importante trabajo, financiado por Brain Tumor Charity, mejore nuestro conocimiento sobre estos complejos tumores cerebrales y nos permita encontrar tratamientos nuevos y más eficaces; algo que es tan importante para quienes enfrentan esta devastadora enfermedad se necesita con urgencia».
Colaborativo
El estudio fue una colaboración entre investigadores del Centro Bragg de Investigación de Materiales en Leeds; Escuela de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de Leeds; El Instituto de Investigación Médica de Leeds y el Instituto Earlham de Norwich, que examinaron células GBM individuales durante un período de 72 horas.
Utilizaron la plataforma nanoquirúrgica, que es demasiado pequeña para manipularla manualmente. Las diminutas agujas están controladas con precisión por un software robótico para maniobrarlas dentro de las células de la placa de Petri. La segunda aguja de la nanopipeta juega un papel fundamental en el control del dispositivo.
El dispositivo permite a los científicos tomar muestras repetidas para estudiar la progresión de la enfermedad en una sola célula. Muchos estudios de biología molecular se realizan en poblaciones de células, produciendo un resultado promedio que ignora el hecho de que cada célula es diferente.
Algunas células mueren durante el tratamiento, pero otras sobreviven. La clave para la curación es comprender qué permite que una célula sobreviva y qué les sucede a las células que mueren.
Precisión incomparable
El autor principal Dr. Fabio Marcuccio, investigador de la Facultad de Medicina del Imperial College de Londres, que llevó a cabo la investigación mientras estaba en Leeds, dijo: «Nuestro dispositivo nos permite estudiar la forma en que las células tumorales cerebrales se adaptan al tratamiento a lo largo del tiempo y con una precisión sin precedentes». . Esta herramienta proporcionará datos que podrían conducir a mejoras significativas en el tratamiento y el pronóstico del cáncer”.
Añadió: “Este trabajo es el resultado de la colaboración con mis colegas y colíderes Dr. Chalmers Chau, investigador en bionanotecnología de la Escuela de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de Leeds, y el Dr. Georgette Tanner, anteriormente de Leeds, ahora bioinformática en la Escuela de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de Leeds Oxford Nanopore Technologies, cuyas contribuciones fueron fundamentales para el diseño experimental y el análisis de datos. Esto muestra la importancia de formar un equipo interdisciplinario para abordar los mayores desafíos de nuestro tiempo”.
La plasticidad de las células cancerosas (la capacidad de las células para cambiar su comportamiento) es uno de los mayores desafíos en el tratamiento del cáncer porque aún no se comprende bien. Las células cancerosas del GBM son particularmente “plásticas”: pueden adaptarse muy rápidamente y, por lo tanto, probablemente desarrollen resistencia a la radiación y la quimioterapia. Aprender cómo se adaptan estas células y cómo podemos bloquearlas posteriormente podría prevenir la reaparición del cáncer, como casi siempre ocurre con el GBM.
Camilla Hawkins, terapeuta ocupacional de Londres, fue diagnosticada con GBM en agosto de 2022. El hombre de 55 años afirmó: «Todos descubrimientos como este, que podrían servir como base para nuevos métodos de tratamiento, deben ser bienvenidos. Vale la pena vivir una buena calidad de vida constante, incluso si el pronóstico es incurable».
De importancia crítica
El otro autor correspondiente y codirector, el Dr. Paolo Actis, profesor asociado de bionanotecnología en la Escuela de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de Leeds, ha estado trabajando en la herramienta de nanobiopsia durante unos 15 años y afirmó que ofrece nuevas posibilidades en comparación con su alcance original, aportando «beneficios notables».
Y añadió: «Las células cancerosas que no mueren con la quimioterapia son las que hacen que el cáncer vuelva a crecer y provoque la muerte».
«Nuestra herramienta puede localizar estas células y ahora podemos realizar biopsias de ellas para examinar específicamente cómo han cambiado las que sobreviven al tratamiento».
«Esto es de vital importancia porque cuanto mejor comprendamos cómo cambian las células, más medicamentos podremos desarrollar para evitar que se adapten».
Dr. Stead dijo que es necesario realizar más investigaciones y que esta tecnología debe usarse en muchas más muestras en el laboratorio y en humanos, pero ya ha proporcionado información extremadamente valiosa.
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