Es muy difícil predecir si un medicamento contra el cáncer ayudará a un paciente individual: sólo alrededor de un tercio de las drogas trabajan directamente en un paciente determinado. Los investigadores de la Cátedra Heinz Nixdorf de Electrónica Médica de la Technische Universitaet Muenchen (TUM) han desarrollado un proceso de prueba para nuevos fármacos contra el cáncer. Con la ayuda de los microchips, se pueden establecer en el laboratorio si las células tumorales de un paciente van a reaccionar a un medicamento determinado. Este chip podría ayudar en el futuro con la identificación rápida de la medicación más efectiva para cada paciente.
El cáncer es la segunda causa más común de muerte en el mundo occidental. De acuerdo con el Centro Alemán de Investigación del Cáncer en Heidelberg, aproximadamente 450.000 personas desarrollan cáncer cada año en Alemania. Aunque los médicos que tratan el cáncer tienen numerosos fármacos contra el cáncer a su disposición hoy en día, el tratamiento debe ser especialmente diseñado para el paciente y el tipo de cáncer que se trata de manera lo más eficaz posible. Si se toma un segundo o tercer intento para encontrar un medicamento que funcione, el paciente pierde un tiempo valioso en el que el tumor puede continuar creciendo.
En el futuro, laboratorios en miniatura podrían proporcionar la ayuda rápida requerida. Un laboratorio en un chip es un dispositivo – de vidrio, por ejemplo – que tiene sólo unos pocos milímetros de diámetro y tiene sensores que monitorean bioelectrónicamente la vitalidad de las células vivas. Los chips se sientan en pozos pequeños, conocidos como placas de microtitulación, y están cubiertos con células tumorales de un paciente. Un robot cambia el líquido de cultivo en cada pocillo que contenga un chip a intervalos de pocos minutos. Los microsensores del chip registran, entre otras cosas, cambios en el contenido ácido del medio y el consumo de oxígeno de las células; también son tomadas fotografías del proceso por un microscopio provisto por debajo de la placa de microtitulación. Todos los datos se funden en un equipo que está conectado al sistema, y que proporciona una visión general de la actividad metabólica de las células tumorales y su vitalidad.
Los robots y las placas de microtitulación se mantienen en una cámara que, a través de condiciones precisamente reguladas de temperatura y humedad, proporcionan un entorno similar al del cuerpo humano, y que también protege a las células tumorales frente a las influencias externas que pueden alterar los resultados de la prueba.
Después que las células tumorales han sido capaces de dividirse en reposo durante unas horas, el robot aplica una sustancia anti-cáncer. Si disminuye su actividad metabólica durante los próximos dos días, la sustancia activa es capaz de matar las células tumorales y el medicamento es eficaz. Con el uso de los microchips, veinticuatro principios activos o combinaciones de sustancias activas se pueden probar al mismo tiempo de esta manera.
La ganancia de tiempo para el paciente no es el único factor positivo aquí. Dr. Helmut Grothe, un científico de la Cátedra Heinz Nixdorf en la TUM, explica: «El tratamiento con un medicamento ineficaz contra el cáncer a veces conduce a la aparición de resistencia a otros fármacos en el paciente.» Tal resistencia por parte de las células tumorales también puede ser identificada en una fase temprana con la ayuda de los chips sensores.
Otra ventaja del sistema es su automatización. El robot trabaja más rápido y con más precisión que cualquier ser humano. Por lo tanto, los resultados se pueden obtener rápidamente, lo que, a su vez, ahorra en costes. Además, la posibilidad de evaluar las células tumorales con otras sustancias activas al mismo tiempo facilita la búsqueda de sustancias eficaces para el tratamiento del cáncer diseñado individualmente. Las empresas farmacéuticas también podrían utilizar chips sensores en el desarrollo de nuevos medicamentos en el futuro.
Como parte de otro proyecto de investigación, los científicos de la Cátedra Heinz Nixdorf también están desarrollando un chip sensor que está destinado a controlar el crecimiento tumoral. El chip, que se implanta una vez en la vecindad del tumor, podría liberar fármacos contra el cáncer o medicamentos para el dolor cuando el tumor crece. La liberación de las sustancias activas sería controlada por impulsos eléctricos. Este sistema de sensores podría ser utilizado en el tratamiento de tumores inoperables, por ejemplo, los tumores pancreáticos.
En el pasado, los microchips se han desarrollado en la Cátedra Heinz Nixdorf en la TUM para su uso en otros campos de investigación. Por ejemplo, un sistema de este tipo se utiliza en el análisis de la calidad del agua de los arroyos y ríos. En este caso, una pequeña bomba extrae muestras a intervalos regulares de la masa de agua y canales que llega a través de una tubería a un chip sensor de algas. Ya que las algas son muy sensibles a las sustancias tóxicas, son especialmente adecuadas para análisis de agua y reaccionan ante el más mínimo nivel de impurezas: su actividad metabólica, que se mide sobre la base de su producción de oxígeno, disminuye en menos de un minuto en presencia de toxinas. Los datos registrados por este sistema de sensores se transmiten a través de teléfono móvil a un equipo que plantea la alarma. El equipo de investigación TUM ganó el Premio E. ON Ambiental, presentado por la empresa de energía bávara del mismo nombre, para este sistema en 2008.
Fuente: Eurekalert
