Gusano chip, con olor a “incienso” para identificar el cáncer de pulmón

En el cuento de Liu Cixin "Érase una vez en el Cretácico", los dinosaurios y las hormigas, dos animales con grandes diferencias de tamaño, tienen una relación muy interesante: los dinosaurios grandes no pueden realizar operaciones precisas, pero las hormigas pequeñas son fáciles de hacer.

Para los humanos, siempre están usando las habilidades innatas de otras criaturas para compensar sus propias deficiencias. Por ejemplo, usaremos el excelente sentido del olfato de los perros para detectar elementos peligrosos como inflamables y explosivos, drogas, y algunos perros pueden incluso oler el cáncer después de ser entrenados.

El cáncer es una enfermedad que la gente huele. Según la Organización Mundial de la Salud, el cáncer es una de las principales causas de muerte en el mundo. En 2020, casi 10 millones (o casi una de cada seis) muertes serán causadas por cáncer.

Los datos pueden parecer nefastos, pero muchos tipos de cáncer son curables si se detectan a tiempo y se tratan con eficacia. La detección temprana puede conducir a un tratamiento temprano, lo que aumenta en gran medida la probabilidad de supervivencia, al tiempo que reduce la morbilidad y los costos del tratamiento, y mejora la vida de los pacientes con cáncer.

Sin embargo, la detección temprana del cáncer no es tan fácil. Hay una visualización antropomórfica en la animación "Célula en acción": las células cancerosas a veces se "camuflan" como células normales para evitar el control del sistema inmunitario.

Y lo que le falta al sistema inmunológico, el gusano podría ser capaz de hacerlo. Un equipo de investigadores encontró en el laboratorio que un organismo simple, el gusano C. elegans, puede rastrear rastros de olor y retorcerse hacia las células cancerosas.

Así que desarrollaron un dispositivo que utiliza pequeños gusanos para detectar células de cáncer de pulmón, que presentarán en la reunión de primavera de 2022 de la American Chemical Society (ACS), con la esperanza de que algún día pueda ayudar a los médicos a diagnosticar el cáncer de forma no invasiva en un Etapa temprana.

Actualmente, los médicos diagnostican el cáncer de pulmón a través de pruebas de imagen o biopsias, pero estos métodos tienen dificultades para detectar tumores en una etapa temprana. Si bien los perros pueden ser entrenados para olfatear el cáncer, tienen un uso limitado en el laboratorio, por lo que intentaron usar nematodos que habitan en el suelo, C. elegans, que son atraídos o repelidos por ciertos olores.

Los investigadores fabricaron un chip con elastómero de polidimetilsiloxano, agregando medio de cultivo de células de cáncer de pulmón en un extremo del chip y medio de fibroblastos de pulmón normales en el otro extremo. Después de colocar los gusanos en la cámara central durante una hora, observaron que más gusanos se arrastraban hacia el medio de cáncer de pulmón que hacia el medio normal.

Sin embargo, en contraste, los gusanos con mutaciones en un gen del receptor de olores llamado odr-3 no exhibieron este comportamiento preferencial.

En otros estudios que utilizaron "gusanos en un chip", los investigadores identificaron moléculas odorantes específicas que atraen a C. elegans a las células de cáncer de pulmón, una de las cuales es la volatilización de los compuestos orgánicos sexuales "2-etil-1-hexanol" con aroma floral. , los investigadores especulan que su olor puede parecerse al de la comida favorita de los nematodos.

Con base en estas pruebas, los investigadores estimaron que el dispositivo tenía una eficiencia de alrededor del 70 por ciento en la detección de células cancerosas en medios de cultivo celular diluidos. También esperan mejorar la precisión y la sensibilidad de este método mediante el uso de gusanos previamente expuestos a medios de células cancerosas, optimizando "gusanos en un chip" para la detección de células de cáncer de pulmón cultivadas.

También planean probar la viabilidad de usar orina, saliva e incluso aire exhalado por humanos. Al trabajar con médicos, también planea probar el dispositivo en otros tipos de cáncer para ver si el enfoque puede ayudar a diagnosticar a los pacientes en una etapa temprana.

De hecho, no son solo gusanos, un equipo de investigación en Francia desarrolló recientemente un método para entrenar hormigas para detectar células cancerosas. Los investigadores realizaron pruebas preliminares en dos tipos de células de cáncer de mama utilizando una hormiga llamada Formica fusca (hormiga de Silkwood).

En solo tres ensayos de entrenamiento, los investigadores pudieron enseñar de manera efectiva a las hormigas a distinguir entre células cancerosas y no cancerosas con una precisión similar a la de un estudio de detección de cáncer con perros. Pero el tiempo de entrenamiento y el costo de mantenimiento de las hormigas son menores (alrededor de 30 minutos, mientras que los perros necesitan de 6 a 12 meses), por lo que es más "rentable" que probar con perros.

Por supuesto, ya sea que se usen hormigas o gusanos chips para detectar el cáncer, la investigación actual aún se encuentra en la etapa preliminar y todavía queda un largo camino por recorrer antes de que pueda aplicarse en la práctica. Naturalmente, esperamos que un método tan eficiente y de bajo costo se pueda realizar lo antes posible, para que se puedan salvar más vidas "atacadas" por el cáncer.

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