L'Institut de Ciències Fotòniques investiga un dispositiu per a la detecció precoç del càncer

Físics i oncòlegs de l’Estat espanyol, França i Suïssa s’han unit en un projecte comú per desenvolupar una innovadora plataforma sensitiva per a la detecció precoç del càncer. El projecte —que es diu SPEDOC (Detecció precoç de cèl·lules cancerígenes basada en plasmons de superfície)— està coordinat pel professor Romain Quidant de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), un investigador contractat pel programa ICREA de la Generalitat de Catalunya.

Un projecte a cavall de l’oncologia i la nanotecnologia

El projecte SPEDOC, iniciat recentment i del que es tindrà el primer prototip d’aquí a tres anys, combina els últims avenços en nano-òptica, manipulació òptica i microfluídica (tècnica dedicada a desenvolupar dispositius de passada de fluids per canals microscòpics) amb recents descobriments sobre la proteïna HSP70. Segons aquests descobriments, tant la capacitat de generar tumors com el potencial de metàstasi i la resistència a la quimioteràpia es correlacionen amb l’increment de la concentració de HSP70 en les cèl·lules canceroses. D’altra banda, el càncer causa un augment de la concentració de la proteïna HSP70 en el reg sanguini perifèric, en les membranes cel·lulars i en les cèl·lules canceroses.

Laboratori portàtil

Els investigadors proposen dissenyar un dispositiu compacte integrat en una plataforma reduïda –com si fos un laboratori portàtil– perquè el puguin utilitzar metges o operaris no especialistes en tècniques òptiques. Aquest minilaboratori podria ser el precursor de futurs dispositius individualitzats de diagnòstic.

Els elements bàsics per crear-lo són els coneixements sobre la proteïna HSP70 i el desenvolupament de la tecnologia de sensors òptics a partir del que es coneix com l'efecte plasmó. Aquest efecte es basa en certes característiques de les nanopartícules d’alguns metalls, com per exemple l’or, que les fan actuar com a fonts diminutes (a escala de nanòmetres) i molt eficients de llum i calor.

El laboratori portàtil disposarà de diversos tipus de sensors basats en aquests plasmons, i es podrà mesurar tant la concentració de la proteïna HSP70 circulant en la sang com en les parets de les cèl·lules. Aquesta última mesura és particularment important, ja que gràcies a ella es podria localitzar la presència potencial de cèl·lules canceroses migratòries, molt difícils de detectar i responsables que un càncer controlat en una zona del cos salti i generi metàstasi en una altra zona no controlada. A més, el sistema per mesurar la concentració de la proteïna HSP70 en les parets de les cèl·lules fa servir l'efecte plasmó com a pinça per atrapar les cèl·lules i sotmetre-les a examen òptic sense danyar-les.

Els investigadors creuen que les dues tècniques podrien proporcionar una sensibilitat deu vegades superior a l'actual detecció dels marcadors cancerosos, contribuint no només a la detecció precoç del càncer, sinó també a una major eficiència en el seguiment del seu tractament, ja que donar per acabada la malaltia depèn de la sensibilitat de les tècniques emprades.

També es veuria beneficiada l'aplicació del tractament, tant en les teràpies tradicionals com en les més noves, perquè les dosis es podrien administrar en etapes més primerenques i en menors quantitats. Aquestes noves teràpies, també estudiades a l’ICFO pel grup del professor Romain Quidant, es basen en molècules de reconeixement inserides en nanopartículas d'or. Les nanopartícules viatgen guiades per les molècules de reconeixement fins a les cèl·lules cancerígenes, que, posteriorment, són eliminades amb tecnologia làser, fent ús novament de l'efecte plasmó de les nanopartícules d'or.

El projecte està finançat per la Comissió Europea dintre del 7è Programa Marc.

162.000 casos de càncer anuals a tot l’Estat

El càncer segueix sent una malaltia de primer ordre a Europa. Encara que les taxes d'incidència específiques per edat es mantenen més o menys estables, el nombre total de casos augmenta lentament degut sobretot a l'envelliment de la població. Aquesta tendència es mantindrà en els pròxims anys, tenint en compte que es preveu que el 2015 hi haurà un 22% més de població major de 65 anys. El càncer afecta un de cada tres homes i una de cada quatre dones al llarg de la seva vida. Segons dades de l'Associació Espanyola contra el Càncer, la incidència a l’Estat espanyol és de 162.000 casos anuals.