Ingenieros del Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad de Stanford, desarrollaron un pequeño dispositivo autónomo con un sensor estirable/flexible, que se puede adherir a la piel para medir el tamaño de los tumores presentes debajo de la piel y su evolución.
Este dispositivo no invasivo que funciona con baterías, es sensible a una centésima de milímetro (10 micrómetros) de contacto. Es capaz de transmitir resultados a una aplicación de teléfono inteligente de forma inalámbrica, para su monitoreo en tiempo real con solo presionar un botón.
Un nuevo instrumento no invasivo para medir y monitorear tumores
Los equipos dedicados a la investigación se encargan de probar cada año miles de nuevos posibles medicamentos contra el cáncer en ratones con tumores subcutáneos. Pocos de estos proyectos avanzan hasta el punto de llegar a probarse con pacientes humanos, y encontrar nuevas terapias es lento porque las tecnologías para medir la regresión tumoral del tratamiento farmacológico tardan semanas en leer una respuesta. La variación biológica propia de los tumores, las deficiencias de los enfoques de medición existentes y los tamaños de muestra relativamente pequeños, hacen que las pruebas de detección de drogas sean difíciles y laboriosas.
En términos prácticos, según dicen los investigadores tras esta propuesta, el nuevo dispositivo presentado, denominado FAST por “Flexible Autonomous Sensor measuring Tumors” o «Sensor autónomo flexible que mide tumores» en español, representa una forma nueva, rápida, económica, manos libres y precisa de probar la eficacia de los medicamentos contra el cáncer. Podría conducir a nuevas direcciones prometedoras en el tratamiento del cáncer a mayor escala.
El sensor de FAST está compuesto por un polímero similar a la piel flexible y estirable que incluye una capa incrustada de circuitos de oro. Este sensor está conectado a una pequeña mochila electrónica diseñada por los ex postdoctorados y coautores Yasser Khan y Naoji Matsuhisa. El dispositivo mide la tensión en la membrana, cuánto se estira o se encoge, y transmite esos datos a un teléfono inteligente. Usando la mochila FAST, las terapias potenciales relacionadas con la regresión del tamaño del tumor pueden excluirse rápida y confiablemente como ineficaces o acelerarse para estudios adicionales.
Los investigadores dicen que el nuevo dispositivo ofrece al menos tres avances significativos. En primer lugar, proporciona un seguimiento continuo, ya que el sensor está físicamente conectado al ratón y permanece en su lugar durante todo el período experimental. En segundo lugar, el sensor flexible envuelve el tumor y, por lo tanto, puede medir cambios de forma que son difíciles de discernir con otros métodos. En tercer lugar, FAST es autónomo y no invasivo. Está conectado a la piel, como una tirita, funciona con pilas y se conecta de forma inalámbrica. El ratón es libre de moverse sin las trabas del dispositivo o los cables, y los científicos no necesitan manipular activamente a los ratones después de la colocación del sensor. Los paquetes FAST también son reutilizables, su ensamblaje cuesta solo $ 60 o más y se pueden conectar al mouse en minutos.
El avance está en el material electrónico flexible de FAST. Revestida sobre el polímero similar a una piel hay una capa de oro que, cuando se estira, desarrolla pequeñas grietas que cambian la conductividad eléctrica del material. Estire el material y 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.
Un obstáculo que los investigadores tuvieron que superar fue la preocupación de que el propio sensor pudiera comprometer las mediciones al aplicar una presión indebida al tumor, comprimiéndolo de manera efectiva. Para superar ese riesgo, combinaron cuidadosamente las propiedades mecánicas del material flexible con la piel, para hacer que el sensor fuera tan flexible como la piel real.
“Es un diseño engañosamente simple”, dice Abramson, “pero estas ventajas inherentes deberían ser muy interesantes para las comunidades farmacéutica y oncológica. FAST podría acelerar, automatizar y reducir significativamente el costo de las terapias de detección del cáncer”.