A pesar de los avances significativos, la mortalidad por tumores cerebrales sigue siendo alta, con tasas de supervivencia a cinco años del 36 %, según el Instituto Nacional del Cáncer. Los diagnósticos más precisos podrían mejorar la situación, pero las biopsias de tejido son invasivas y pueden perder información importante sobre la composición de un tumor. Mientras tanto, los métodos basados ​​en imágenes no ofrecen suficiente sensibilidad y resolución. Ahora, los investigadores que informan en ACS Nano han desarrollado un biosensor que podría ayudar a los médicos a diagnosticar con precisión el cáncer cerebral a partir de una muestra de sangre diminuta.

Para tratar eficazmente el cáncer de cerebro, los médicos necesitan no solo confirmar la presencia de un tumor maligno, sino también identificar si se originó allí (tumor primario) o si se trasladó al cerebro (tumor secundario) desde otros órganos. Los médicos también necesitan saber en qué parte del órgano se encuentra el tumor. Debido a que ninguna técnica de diagnóstico existente puede lograr esta hazaña sin cirugía o una dolorosa punción lumbar, Bo Tan y sus colegas querían desarrollar una prueba no invasiva utilizando una pequeña cantidad de suero.

Los investigadores utilizaron rayos láser de alta intensidad para formar nanocapas de óxido de níquel-níquel en 3D en un chip de níquel. Este proceso dio como resultado un biosensor ultrasensible que les permitió detectar cantidades diminutas de materiales derivados de tumores, como ácidos nucleicos, proteínas y lípidos, que atravesaron la barrera hematoencefálica hacia la circulación. El sensor detectó estos componentes mediante un método conocido como espectroscopia Raman mejorada en superficie, que generó perfiles moleculares o huellas dactilares para cada muestra. Luego, los investigadores analizaron estos perfiles con una red neuronal DEEP para encontrar evidencia de un tumor cerebral y definir su tipo, así como predecir su ubicación dentro del cerebro.

Usando la plataforma de biopsia líquida, los investigadores pudieron detectar el cáncer cerebral a partir de solo cinco microlitros de suero sanguíneo y pudieron distinguirlo del cáncer de mama, pulmón y colorrectal con una especificidad y sensibilidad del 100%. Tuvieron un éxito similar al distinguir los tumores cerebrales primarios de los tumores secundarios que habían hecho metástasis al cerebro desde el pulmón o la mama. El análisis del perfil también permitió a los investigadores determinar en cuál de los nueve compartimentos cerebrales residía el tumor con un 96 % de precisión. dicen los investigadores.

Los autores reconocen la financiación del Fondo de Investigación de los Decanos de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Arquitectónicas; Becas de descubrimiento del Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (NSERC); y NSERC Discovery Grant, Idea to Innovation y Alliance Grants.