Desarrollo de un prototipo que detecta y contabiliza células tumorales en sangre
La Fundación FIPSE selecciona el proyecto en su convocatoria de ayudas para el análisis de viabilidad comercial. “Se trata de identificar en el paciente que tiene un diagnóstico de cáncer, si la enfermedad está progresando".
20-03-2018
Investigadores del Instituto Marqués de Valdecilla (IDIVAL), del grupo de investigación de Óptica de la Universidad de Cantabria (UC), del centro tecnológico IK4-Tekniker y de la empresa Cellbiocan, colaboran en el proyecto de un prototipo capaz de detectar células tumorales en sangre, de forma no invasiva, y contabilizarlas para, de esta forma, disponer de información muy precisa sobre la evolución de la enfermedad y el efecto que está teniendo el tratamiento antitumoral en el paciente.
“Se trata de identificar en el paciente que tiene un diagnóstico de cáncer, si la enfermedad está progresando. Eso se hace, habitualmente, con técnicas de imagen o con biopsias del tejido tumoral y lo que pretendemos es dar un paso más e ir a algo que va a ser el futuro del diagnóstico en medicina que es la biopsia líquida: no tienes que ser invasivo a la hora de obtener una muestra para estudiar la evolución del tumor, sino que, con una simple muestra de sangre, poder detectar las células tumorales que están circulando en la sangre”, según explica José Luis Fernández-Luna, responsable del grupo de Señalización Celular y Diana Terapéuticas en Cáncer de IDIVAL, y líder del proyecto que ha obtenido financiación por la Fundación para la Innovación y la Prospectiva en Salud en España (FIPSE), en su última convocatoria para ayudas para estudios de viabilidad de las innovaciones en salud. Esto permitirá analizar la viabilidad comercial del proyecto en el mercado biotecnológico y sanitario. Los 18 proyectos seleccionados provienen del entorno hospitalario de Madrid (5), Cataluña (5), Andalucía (3), Valencia (2), Galicia (2) y Cantabria (1). Aquellos que se consideren viables optarán a otras ayudas FIPSE para facilitar el desarrollo del proyecto hasta la fase de comercialización.
El proyecto “Desarrollo de un sensor nanoplasmónico para la detección de células tumorales circulantes en sangre de pacientes con cáncer”, está siendo desarrollado en colaboración por el grupo de Fernández-Luna, el grupo de investigación de Óptica de la Universidad de Cantabria, dirigido por Fernando Moreno y Francisco González, el centro tecnológico IK4-Tekniker a través del grupo de sensores de la unidad de Química de Superficies y Nanotecnología, dirigido por Santos Merino y la empresa biotecnológica cántabra Cellbiocan.
Células tumorales
El cáncer, cuando se detecta en una localización concreta, si se puede extirpar, es curable. “El problema es la metástasis, porque cuando las células tumorales pasan a la sangre y de ahí a otros tejidos, generan tumores secundarios. Entre el tumor primario y la metástasis, tenemos una situación de transición: las células tumorales están viajando por la sangre y llegan a la segunda localización”, recuerda el investigador del IDIVAL y coordinador de Genética del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla (HUMV).
El desarrollo de dispositivos que permitan hacer un seguimiento de la evolución de la enfermedad y monitoricen la respuesta a los tratamientos “tiene un gran valor clínico, ya que pueden orientar al oncólogo a tomar decisiones que mejoren el curso de la enfermedad tumoral”, según explica Fernández-Luna.
La identificación de biomarcadores, como las células tumorales circulantes (CTCs), en sangre periférica permite evaluar dichos parámetros mediante técnicas no invasivas. El proyecto plantea el desarrollo de un dispositivo de detección de CTCs en sangre de pacientes con cáncer colorrectal y de mama.
Desarrollo tecnológico
Según explica el catedrático Fernando Moreno, “el dispositivo, que está basado en técnicas plasmónicas de nanoestructuras, se acopla a un sistema microfluídico por donde circula la muestra y permite la detección de CTCs con una gran sensibilidad y, por lo tanto, el seguimiento de la enfermedad y la monitorización del tratamiento”.
Cuando los metales se miniaturizan a tamaños nanométricos y son iluminados con luz, presentan dos propiedades: generan campos electromagnéticos muy intensos en sus proximidades y localizan la luz en pequeñas dimensiones, en este caso nanométricas, señala Moreno. Cuando se le colocan cosas próximas, el metal se entera y da una respuesta, cambiando las propiedades de la luz difundida.
Cuando Fernández-Luna “nos planteó el problema, se nos ocurrió en aquel momento, porque estábamos trabajando con estructuras con nano-agujeros en láminas metálicas, que este tipo de dispositivo, cuando entrara en contacto con células tumorales daría una respuesta óptica y nos permitiría detectarlas”, señala Moreno.
La empresa Tekniker fue la encargada de “nanoestructurar estos materiales y preparar las superficies a través de las cuales se hace pasar un flujo con células, que quedan atrapadas. Una vez que están sobre la superficie, se iluminan y eso es lo que permite detectar las células y contarlas”, añade el catedrático.
Actualmente, ya se han realizado las pruebas de concepto sobre el funcionamiento del dispositivo, que se encuentra en fase de prototipo de laboratorio, y se está comenzando a diseñar la fabricación de un prototipo de mercado con el cual se puedan realizar validaciones clínicas.
Patentes y publicaciones
Para proteger la propiedad intelectual de este desarrollo, se han solicitado ya dos patentes. La primera ha sido revisada tras evaluación, y actualmente se encuentra en tramitación en fase regional europea y la segunda se presentó en julio de 2017 a la Oficina Europea de Patentes.
“Además, los resultados han sido aceptados para ser publicados en una publicación científica de la Sociedad Americana de Óptica”, añade Francisco González, catedrático de Óptica, que explica que “actualmente, estamos resolviendo algunos de los flecos que nos quedan para dar paso a la fabricación del prototipo que, una vez validado, permitiría que estuviese en el mercado”.