Labirinto permite que biochip monitore células agressivas do câncer

A vantagem do labirinto é que seus cantos ajudam a separar as células por tamanho.
[Imagem: Joseph Xu/Umich]

Filtro de células

Inspirado no Labirinto de Creta, da mitologia grega, este biochip repleto de canais envia amostras de sangue através de um labirinto hidrodinâmico, separando as raras células cancerosas circulantes para que elas sejam detectadas e analisadas.

Embora sejam as causadoras da temida metástase, o espalhamento do câncer pelo corpo, as células cancerígenas circulantes representam apenas uma em cada bilhão de células sanguíneas. Por isso tem havido um esforço contínuo da comunidade médica para desenvolver técnicas para sua detecção.

O biochip-labirinto consegue separar rapidamente as células cancerosas dos glóbulos brancos e vermelhos na amostra de sangue que entra em seus microcanais.

Labirinto microfluídico

A pesquisadora Eric Lin, da Universidade de Michigan (EUA), usou o design de labirinto para colocar 60 centímetros de microcanais em um chip que só conteria 10 centímetros se ela usasse o tradicional desenho em espiral.

Mas a maior inovação do labirinto consiste em tirar proveitos dos cantos.

O labirinto classifica o conteúdo do sangue de acordo com os tamanhos das células, com os glóbulos brancos e vermelhos, que são menores, acumulados em diferentes partes do canal microfluídico. Várias forças entram em ação para explicar esse mecanismo: Por exemplo, no interior de uma curva os redemoinhos empurram as células para longe da parede, com as células de câncer, que são maiores, sendo pressionadas um pouco mais. Já na parte externa da curva, as partículas menores são mais atraídas pela parede.

"As células maiores, como a maioria das células cancerígenas, se concentram rapidamente devido à curvatura. Mas quanto menor a célula, mais tempo leva para se concentrar. Os cantos produzem uma ação de mistura que faz com que os glóbulos brancos menores se aproximem da posição de equilíbrio muito mais rápido," explicou a professora Sunitha Nagrath.

Além disso, sem a necessidade de esperar que as células cancerosas se liguem a armadilhas ou marcadores, o fluxo de sangue através do chip é muito rápido, permitindo reduzir o número de glóbulos brancos misturado à amostra de células cancerígenas em 10 vezes.

O resultado é uma amostra concentrada com cerca de 1.000 glóbulos brancos misturados com algo entre 10 e 50 células tumorais, o que é suficiente para a detecção. Quando uma dessas células é isolada, é possível analisá-la para ver quais genes estão ativos e quais mutações estão presentes.

Teste

A equipe já está testando o biochip do labirinto para isolar as células cancerosas do sangue de pacientes com câncer de mama agressivo. O estudo está investigando se um tratamento que bloqueia uma molécula de sinalização imune, chamada interleucina-6, que ajuda a curar feridas ativando temporariamente células-tronco adultas, pode ajudar contra casos de câncer de mama que não respondem aos tratamentos padrão.

"Nós acreditamos que isso pode ser uma maneira de monitorar pacientes em ensaios clínicos. Ao invés de apenas contar as células capturando-as, podemos realizar análises moleculares para saber como podemos direcionar os tratamentos," disse o professor Max Wicha.

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