Fast, así funciona el revolucionario dispositivo que mide la respuesta de los tumores a los fármacos en tiempo real

El cáncer cáncerpuede ser el mayor desafío en biomedicina. Combatirlo es difícil porque es necesario desmantelar los mecanismos que están estrechamente conectados a lo largo de su ciclo de vida en el organismo. Las células cancerosas se adaptan y evolucionan en una carrera a ciegas por la supervivencia que ni los propios avances son capaces de combatir. Cada año, los investigadores prueban cientos de medicamentos experimentales que no llegan a los ensayos con humanos por falta de inversión o eficacia. A esto se suma el lento proceso de encontrar nuevos tratamientos debido a que los métodos para medir la regresión tumoral tras comenzar el proceso tardan semanas en leer las respuestas. Por suerte, la biomedicina no frena su avance tratando de encontrar la tecnología precisa que, al menos, ayude a controlar ciertos parámetros de la enfermedad.

Con este objetivo, varios ingenieros de la Universidad de Stanford han desarrollado un pequeño dispositivo autónomo que incluye un sensor flexible que se adhiere a la piel humana para detectar tumores y sus diferentes tamaños, que varían en función del caso, y ver así si un medicamento en estudio ayuda a la regresión del tumor o no.

Este nuevo dispositivo es rápido, asequible, poco invasivo, de manos libres y, lo más novedoso, resulta eficaz para medir la respuesta del tumor a los fármacos en cuestión de minutos. FAST puede detectar cambios de volumen tumoral en escalas de tiempo precisas, mientras que las mediciones de calibre y bioluminiscencia requieren semanas para leer los cambios en la progresión o regresión tumoral. A gran escala, esto podría conducir a nuevos y prometedores tratamientos contra el cáncer y su detección.

Cómo funciona

El avance de este nuevo dispositivo en comparación con otras técnicas probadas hasta el momento está en el material electrónico flexible de FAST. Revestido sobre el polímero similar a la piel hay una capa de oro que, cuando se estira, desarrolla pequeñas grietas que cambian la conductividad eléctrica del material. Al estirarse el material aumentará el número de grietas, lo que hará que aumente también la resistencia electrónica en el sensor. Cuando el material se contrae, las fisuras vuelven a entrar en contacto y mejora la conductividad.

Es decir, el dispositivo mide la tensión de la membrana y cuánto se estira o contrae y transmite estos datos a un teléfono inteligente. Con la mochila FAST, los tratamientos potenciales asociados con la regresión del volumen tumoral pueden descartarse de forma rápida y segura como ineficaces o acelerarse de cara a la investigación adicional de los casos específicos.

Además, este revolucionario artefacto que funciona con batería, es capaz de transmitir los resultados en tiempo real a una aplicación móvil con sólo pulsar un botón, lo que facilitaría enormemente el seguimiento de la progresión o recesión de tumores de la piel o subcutáneos (tanto a profesionales como a pacientes) y la eficacia de sus tratamientos. Asimismo, el margen de efectividad es significativamente mayor al de error, que corresponde a tan sólo 10 micrómetros, que equivalen a una centésima de milímetro.

Sus investigaciones pueden ser clave en el futuro de los wearables aplicados a la biomedicina. "Estos dispositivos nos permiten hacer un seguimiento de los datos biométricos en lugar de limitarnos a darnos instantáneas individuales y aisladas. Esto nos permite averiguar el ritmo al que las intervenciones mejoran una condición médica, y es de esperar que nos permita mejorar el momento del tratamiento para los pacientes que sufren una variedad de enfermedades", explica Alex Abramson, primer autor del estudio y un postdoctorado reciente en el laboratorio de Zhenan Bao, el profesor KK Lee de Ingeniería Química en la Escuela de Ingeniería de Stanford.

El investigador se muestra esperanzado con este nuevo descubrimiento de cara al seguimiento de un hasta ahora laborioso seguimiento de la progresión de los tumores en los millones de pacientes oncológicos. ''Esperamos que este nuevo descubrimiento abra la posibilidad de realizar novedosos estudios de farmacocinética (rama que estudia los procesos a los que un fármaco es sometido a través de su paso por el organismo) in vivo", asevera. Rápido, barato y preciso

Con base en estudios en ratones, los investigadores dicen que el nuevo dispositivo ofrece al menos tres mejoras importantes:

• En primer lugar, proporciona un control continuo en el que el sensor está conectado físicamente al ratón y permanece en su sitio durante el experimento.
• En segundo lugar, el sensor flexible envuelve el tumor para que pueda medir los cambios de forma que de otro modo serían imperceptibles.
• En tercer lugar, FAST es autónomo y no invasivo. Se adhiere a la piel como un vendaje, funciona con batería y se conecta de forma inalámbrica. Así el ratón puede moverse libremente sin restricciones de dispositivos ni cables, y los investigadores no necesitan manipular activamente al animal después de insertar el sensor. La bolsa FAST también es reutilizable, su ensamblaje cuesta solo $60 y se puede conectar en minutos.

En dos modelos de ratones con cáncer in vivo, el sensor detectó diferencias en la dinámica del volumen tumoral entre los tumores tratados con fármaco y con vehículo dentro de las 5 horas posteriores al inicio de la terapia. Por tanto, este sensor de tensión electrónico portátil comercialmente escalable automatiza las pruebas in vivo de la terapia contra el cáncer al monitorear continuamente la progresión o regresión a escala micrométrica de los tumores implantados subcutáneamente en la escala de tiempo de minutos. Rápido, barato y sencillo.

"Es un diseño engañosamente simple", dijo Abramson, "pero estas ventajas inherentes deben ser muy interesante para las comunidades farmacéutica y oncológica. FAST podría acelerar, automatizar y reducir significativamente el costo del proceso de detección de terapias contra el cáncer”, concluye.