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(Noticias de Nanowerk) Científicos del Instituto Terasaki para la Innovación Biomédica (TIBI) han desarrollado una lente de contacto que puede detectar y detectar exosomas, vesículas de tamaño nanométrico que se encuentran en los desechos corporales y que tienen el potencial de ser biomarcadores de diagnóstico para el cáncer (Materiales funcionales avanzados«Microcompartimentos que contienen una lente de contacto para la detección no invasiva de exosomas lagrimales»).
La lente fue diseñada con microcámaras unidas a anticuerpos que pueden capturar los exosomas que se encuentran en las lágrimas. Esta lente de contacto de microcámara conjugada con anticuerpos (ACSM-CL) se puede teñir para la detección con anticuerpos específicos marcados con nanopartículas para una visualización selectiva. Esto ofrece una plataforma potencial de detección del cáncer y una herramienta de diagnóstico de apoyo que es simple, rápida, sensible, económica y no invasiva.
Los exosomas se forman en la mayoría de las células y se secretan en muchos fluidos corporales, como plasma, saliva, orina y lágrimas. En el pasado, los exosomas se consideraban vertederos de materiales no deseados de sus células de origen, pero hoy en día se sabe que los exosomas pueden transportar diversas biomoléculas entre células. También se ha demostrado que hay una gran cantidad de proteínas de superficie en los exosomas, algunas comunes a todos los exosomas y otras que aumentan en respuesta al cáncer, una infección viral o una lesión. Además, los exosomas derivados de tumores pueden influir fuertemente en la regulación, progresión y metástasis tumorales.
Debido a estas capacidades, existe un gran interés en el uso de exosomas para el diagnóstico del cáncer y la predicción del pronóstico/tratamiento. Sin embargo, esto se ha visto obstaculizado por la dificultad de aislar exosomas en cantidad y pureza suficientes para este propósito. Los métodos actuales incluyen ultracentrífugas tediosas y lentas y gradientes de densidad que duran al menos diez horas. Surgen más dificultades al detectar los exosomas aislados; Los métodos comúnmente utilizados requieren equipos costosos y voluminosos.
El equipo de TIBI ha aprovechado su experiencia en el diseño y fabricación de biosensores de lentes de contacto para eliminar la necesidad de estos métodos de aislamiento al desarrollar su ACSM-CL para detectar exosomas de lágrimas, una fuente óptima y más limpia de exosomas como sangre, orina y saliva.
También simplificaron y agilizaron la creación de su ACSM-CL mediante el uso de enfoques alternativos. Al crear las microcámaras para su lente, el equipo utilizó un método de grabado y corte por láser directo en lugar de la fundición tradicional para preservar estructuralmente tanto las cámaras como la lente.
Además, el equipo introdujo un método en el que las superficies de las microcámaras se modificaron químicamente para activarlas para la unión de anticuerpos. Este método se usó en lugar de enfoques estándar que requieren el uso de materiales metálicos o de nanocarbono en ambientes costosos de salas limpias.
Luego, el equipo optimizó los métodos para unir un anticuerpo de captura a las microcámaras del ACSM-CL y otro anticuerpo de detección (control positivo) a las nanopartículas de oro, que pueden visualizarse espectroscópicamente. Estos dos anticuerpos son específicos para dos marcadores de superficie diferentes que se encuentran en todos los exosomas.
En un primer experimento de validación, el ACSM-CL se probó contra exosomas secretados en sobrenadantes de diez líneas celulares de cáncer y tejido diferentes. La capacidad de capturar y detectar exosomas fue validada por los cambios espectroscópicos observados para todas las muestras de prueba en comparación con los controles negativos. Se obtuvieron resultados similares cuando se probó el ACSM-CL con diez muestras de lágrimas diferentes recolectadas de voluntarios.
En los experimentos finales, se analizaron exosomas en sobrenadantes de tres líneas celulares diferentes con diferentes expresiones de marcadores de superficie junto con diferentes combinaciones de anticuerpos de detección específicos de marcadores contra ACSM-CL. Los patrones de reconocimiento y no reconocimiento resultantes de los exosomas de las tres líneas celulares diferentes coincidieron con las expectativas, lo que confirma la capacidad del ACSM-CL para detectar y reconocer con precisión los exosomas con diferentes marcadores de superficie.
«Los exosomas son una rica fuente de marcadores y biomoléculas que pueden ser objeto de diversas aplicaciones biomédicas», dijo Ali Khademhosseini, Ph.D., director y director ejecutivo de TIBI. «La metodología que ha desarrollado nuestro equipo hace que sea mucho más fácil para nosotros desarrollar esta fuente».
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