Les cellules cancéreuses peuvent se détacher d'une tumeur et circuler dans le sang. Il y a peu de cellules cancéreuses par rapport aux milliers de milliards de cellules sanguines. Les méthodes actuelles pour trouver et extraire ces cellules tumorales circulantes (CTC) sont coûteuses et peuvent être hors de portée pour les installations médicales dans les zones rurales.

Wei Li, professeur adjoint au Texas Tech Department of Chemical Engineering, développe une nouvelle technologie qui pourrait permettre de prélever des cellules cancéreuses circulantes dans quelques millilitres de sang prélevés sur un patient.

"Les cellules cancéreuses peuvent se détacher d'un site tumoral et voyager dans le sang pour trouver un nouvel hôte, créant encore une autre tumeur, " a déclaré Li. " La détection précoce de ces cellules peut aider les médecins à concevoir un traitement beaucoup plus tôt. Et la détection précoce du cancer est la clé des taux de survie."

Bons contre méchants

Li, qui est venu à Texas Tech en 2014, travaille avec des bulles de verre creuses recouvertes d'un nanofilm spécial qui attire les cellules cancéreuses, mais pas les cellules sanguines. Un mélange de cellules cancéreuses dans le sang est placé dans un tube en plastique contenant la bulle et il est agité pendant quelques minutes. Les cellules cancéreuses attachées aux bulles flotteront à la surface tandis que les cellules sanguines normales couleront au fond.

"Le but est de ne capturer que les méchants, les cellules cancéreuses, " dit-il. " En utilisant un revêtement polymère spécial sur le dessus de la bulle creuse, nous pouvons empêcher la capture des gentils, les cellules sanguines normales."

La technologie de Li, couplé avec de nouvelles lentilles de microscope qui peuvent être attachées à un téléphone intelligent pourrait donner aux médecins, en particulier dans les zones rurales et sous-financées, Nouveau, options de diagnostic plus rapides.

"Cette technologie pourrait donner aux médecins un indice précoce que le cancer s'est propagé, " Il a dit. " Ou il peut être possible d'avoir un moyen précoce de savoir si les symptômes d'un patient pourraient être un cancer et le traitement doit être déterminé immédiatement. "

Actuellement, des particules magnétiques sont utilisées pour traquer les CTC et un aimant les retire du sang. Cette technologie est coûteuse et se trouve généralement dans les établissements médicaux des grandes villes. Un autre inconvénient selon Li est que cette méthode peut produire des résultats faussement positifs puisque les cellules sanguines régulières se sont également attachées aux particules magnétiques. Son utilisation de revêtements polymères spécifiques qui capturent uniquement les cellules cancéreuses réduit le nombre de faux positifs.

La prochaine étape de la recherche de Li consiste à collaborer avec des chercheurs du Texas Tech University Health Sciences Center Southwest Cancer Center pour appliquer cette technologie au sang prélevé sur des patients cancéreux actuels.

Conservation des cellules dans l'échantillon de sang

Li pense également que sa technologie a d'autres applications que la détection du cancer. Le même système pourrait préserver les cellules d'intérêt du sang des patients qui doivent être envoyés à des installations médicales éloignées pour être testés.

"Les grandes villes ont des installations d'essai, " at-il dit. " Mais les zones rurales le plus souvent ne le font pas. Il est facile de prélever du sang n'importe où, mais faire quelques tests est une autre affaire. Certains tests doivent être effectués dans les quatre heures suivant le prélèvement sanguin."

Les cellules du sang se dégradent rapidement, rendant difficile la rétention sur plusieurs heures. Si le système de microbulles de Li peut préserver les cellules d'intérêt du sang pendant de plus longues périodes, le sang peut être prélevé dans des régions éloignées et les échantillons de cellules peuvent être envoyés à des installations de test plus grandes, gain de temps et de frais de déplacement pour les patients.

"Nous pensons que notre système de microbulles pourrait préserver les cellules assez longtemps pour les amener dans une installation, " dit-il. " Nous ne savons pas encore, mais c'est la prochaine phase de notre recherche."

Nano-architecture

Li s'est intéressé à la recherche sur le cancer alors qu'il était chercheur postdoctoral au Massachusetts Institute of Technology (MIT). Il a une formation de chimiste des polymères. Un polymère est une grosse molécule synthétique ou naturelle composée de nombreuses petites molécules répétitives qui constituent la base de choses telles que le plastique.

« J'ai travaillé dans un laboratoire du MIT qui cherchait à développer de nouvelles utilisations biomédicales, notamment pour le traitement du cancer, ", a-t-il déclaré. "Je me suis intéressé à voir si nous pouvions utiliser des matériaux à l'échelle nanométrique pour l'administration de médicaments contre les cancers."

Li a commencé à étudier la résistance aux médicaments des cellules cancéreuses et à déterminer si les nanoparticules pourraient être utilisées comme vecteurs de médicaments pour les cellules qui rejettent les médicaments contre le cancer. Li a récemment consacré ses recherches à l'utilisation de nanomatériaux pour détecter le cancer.

Alors que le travail de Li se situe solidement dans le domaine de la biomédecine, il est avant tout ingénieur. Il appelle son travail la nano architecture.

« Derrière mon travail se trouve la capacité à concevoir des nanofilms, " a-t-il dit. " La partie la plus importante de ce travail est le nanofilm qui recouvre les microbulles de verre creuses. Je construis couche par couche, un film d'ingrédients multifonctionnels qui capturera les méchants et rejettera les gentils."

Les recherches de Li sont détaillées dans une récente version en ligne du journal de l'American Chemical Society Matériaux appliqués et interfaces