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Un biosensor portátil es capaz de detectar el cáncer oral de manera rápida y precisa

El cáncer oral es el decimotercer cáncer más común en todo el mundo, y el carcinoma de células escamosas oral (OSCC, por sus siglas en inglés) representa más del 90% de los cánceres orales de labio y cavidad oral. Además, requiere una detección temprana a través de diversas tecnologías médicas para mejorar la tasa de supervivencia.

Hasta ahora, la mayoría de las técnicas de detección para OSCC requieren pruebas en un laboratorio centralizado, cuando lo preferible sería una técnica de detección que se pueda usar en cualquier lugar y que ofrezca una lectura rápida de resultados. Algo que no debería ser difícil de conseguir, teniendo en cuenta que este tipo de cáncer ocurre en uno de los sitios anatómicos más accesibles del cuerpo, como es la boca.

Aquí es donde entra en juego el sensor biológico modular del que informan investigadores de la Universidad de Florida y la Universidad Nacional Yang Ming Chiao Tung en Taiwán.

¿Por qué este biosensor?

Cribado visual, tinción con azul de toluidina, quimioluminiscencia, autofluorescencia, citología exfoliativa, la biopsia/histopatología y análisis de saliva son técnicas de detección del cáncer oral actualmente disponibles que se utilizan para la detección temprana.

Desafortunadamente, la naturaleza de estas pruebas es costosa, lleva mucho tiempo y requiere mucha mano de obra, además de tener baja sensibilidad y falta de especificidad.

Y si bien es cierto que el análisis de saliva y las biopsias por cepillado han ofrecido una gran cantidad de oportunidades en la detección del cáncer oral, sigue existiendo la necesidad de una prueba más accesible para dar una respuesta inmediata.

“Los carcinomas orales de células escamosas son uno de los tipos de cáncer de labio y cavidad oral más comunes”, explica Minghan Xian, coautor e investigador de la Universidad de Florida. “Requiere una detección temprana a través de diversas tecnologías médicas para mejorar la tasa de supervivencia. Si bien la mayoría de las técnicas de detección para OSCC requieren pruebas histológicas en un laboratorio para confirmar la presencia de cáncer y el tipo de cáncer, se prefiere una técnica de detección en el punto de atención para uso en el sitio y una lectura rápida de resultados”.

¿Cómo funciona?

El biosensor del grupo consta de una tira sensora, similar a una tira de glucosa, y una placa de circuito (un terminal portátil como un glucómetro). Para la detección utiliza tecnología basada en transistores.

Imagen de la placa del biosensor.
Imagen de la placa del biosensor. Journal of Vacuum Science & Technology

La otra pieza del puzzle es la proteína CIP2A, que se expresa en gran medida en líneas celulares OSCC (es un biomarcador), así como tejidos epiteliales orales humanos displásicos y malignos. Cuando se une e inhibe a PP2A, un supresor de, se produce la transformación celular a través de una mayor proliferación celular.

“Por lo general, el líquido de prueba se introduce en un pequeño canal de líquido en la punta de las tiras del sensor”, continua Xian. “Algunos electrodos se encuentran dentro del canal de líquido, y la superficie de estos electrodos contiene anticuerpos contra proteínas específicas (CIPA2) presentes en las lesiones de cáncer oral humano. Se envían pulsos de electrodos cortos a través de estos electrodos durante la detección, y luego el módulo de la placa de circuito analiza esta señal y genera un número de cuatro dígitos que se correlaciona con su concentración”.

¿Es eficaz?

En comparación con los ensayos convencionales como ELISA, el resultado que utiliza la proteína CIP2A pura con la configuración óptima del sensor muestra una sensibilidad seis órdenes de magnitud mayor que el kit de prueba ELISA disponible en el mercado.

Y en pruebas posteriores utilizando una muestra de células canceladas, el lisado de células HeLa enteras humanas mostró una sensibilidad comparable utilizando una configuración idéntica.

Esto ofrece una oportunidad y versatilidad para desarrollar un sistema similar para inmunoensayos rápidos, de bajo coste y portátiles en el sector médico y de diagnóstico.

El siguiente paso es realizar el análisis utilizando muestras in vivo de CIP2A en pacientes con cáncer oral y cáncer no oral con biopsia como estándar de oro”, dijo Xian.


Fuente: High sensitivity CIP2A detection for oral cancer using a rapid transistor-based biosensor module, featured
Journal of Vacuum Science & Technology B 41, 013201 (2023); https://doi.org/10.1116/6.0002175
Minghan Xian, Jenna L. Stephany, Chan-Wen Chiu, Chao-Ching Chiang1, Fan Ren, Cheng-Tse Tsai, Siang-Sin Shan, Yu-Te Liao, Josephine F. Esquivel-Upshaw, and Stephen J. Pearton.
Science Daily.

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