Investigadores de Estados Unidos han desarrollado un sensor de tensión portátil que puede medir cambios minúsculos en el tamaño de los tumores en ratones. El equipo dice que el dispositivo podría acelerar drásticamente la validación de posibles fármacos contra el cáncer. En los ensayos, pudo detectar cambios en el tamaño del tumor de aproximadamente 10 µm a las pocas horas de iniciar el tratamiento con medicamentos contra el cáncer.
Los ratones con tumores justo debajo de la piel se utilizan regularmente para probar posibles medicamentos contra el cáncer, ya que se ha demostrado que proporcionan resultados cercanos a los clínicos. La eficacia de un tratamiento prospectivo generalmente se determina observando cómo estos tumores subcutáneos cambian de tamaño y volumen, en comparación con los controles no tratados. Pero la tecnología para medir la regresión de estos tumores no está particularmente avanzada. Normalmente se miden a mano con calibres. Además de crear problemas con la precisión, esto también hace que el proceso requiera mucho tiempo y trabajo, lo que reduce el volumen de medicamentos que se pueden probar y el tamaño de los ensayos.
Ahora alex abramson, un ingeniero químico que trabajaba en Universidad de Stanford cuando realizó esta investigación, pero desde entonces se mudó al Instituto de Tecnología de Georgia, y sus colegas desarrollaron un sensor de tensión electrónico elastomérico que podría mejorar la velocidad y el volumen de las pruebas de drogas al proporcionar mediciones continuas del tamaño del tumor. Señalan que la monitorización de tumores precisa, autónoma y en tiempo real que ofrece su dispositivo podría abrir nuevas vías en la detección de fármacos de alto rendimiento y en la investigación básica del cáncer.
El sensor, denominado FAST (sensores autónomos flexibles que miden tumores), consta de una capa de oro de 50 nm sobre un elastómero de estireno-etileno-butileno-estireno. Cuando se aplica tensión al sensor, aparecen microfisuras en la capa de oro, lo que aumenta la resistencia eléctrica. La resistencia en el sensor aumenta exponencialmente con la tensión, y los investigadores dicen que al estirar el sensor, pudieron detectar cambios de sólo 10 µm.
Los investigadores utilizaron dos modelos de cáncer para probar los sensores: células bioluminiscentes de cáncer de pulmón humano y una línea celular de linfoma de células B A20. Después de implantar células cancerosas debajo de la piel de ratones, midieron cómo crecían los tumores y luego evaluaron la respuesta del tumor a agentes terapéuticos conocidos. El sensor de tensión, una placa de circuito impreso que envía datos a una aplicación de teléfono inteligente y una batería se alojaron en una mochila impresa en 3D, unida a los ratones mediante una película adhesiva y pegamento para pañuelos. Los sensores se preestiraron hasta un 50 % de tensión para permitir medir tanto el crecimiento como la regresión.
Al observar el crecimiento del tumor durante una semana, el equipo descubrió que las mediciones de los sensores de tensión eran comparables con las de los calibradores y un sistema de imágenes de luminiscencia.
Dentro de las 5 horas posteriores al inicio del tratamiento, el sensor de cepa pudo detectar cambios en el tamaño del tumor en comparación con ratones no tratados. Esta regresión del tumor no fue detectada por imágenes de bioluminiscencia o mediciones con calibrador; con estas herramientas, no hubo diferencias estadísticas entre los grupos tratados y no tratados en las mediciones del tumor en el momento de las 5 horas. Durante períodos de tratamiento de una semana, las mediciones del sensor fueron similares a las de los calibradores y las imágenes bioluminiscentes.
El proceso 'Heart-on-a-chip' podría acelerar las pruebas de drogas
Según los investigadores, FAST ofrece tres ventajas sobre otras opciones comunes de medición de tumores, como calibradores, sensores de presión implantables e imágenes: permite la monitorización continua del tumor; puede medir cambios de tamaño y forma que son difíciles de detectar con otras técnicas; y como es autónomo, debería permitir pruebas preclínicas de drogas más rápidas, más baratas y a mayor escala.
“Es un diseño engañosamente simple”, afirma Abramson, “pero estas ventajas inherentes deberían ser muy interesantes para las comunidades farmacéutica y oncológica. FAST podría acelerar, automatizar y reducir significativamente el costo del proceso de detección de terapias contra el cáncer”.
Los investigadores informan de sus resultados en Science Advances.
