Dispositivo microfluídico captura ‘sementes de metástase’ do câncer de pâncreas

Preso entre o estômago e a coluna, o pâncreas supervisiona a digestão e o açúcar no sangue no corpo. É também o local de um câncer agressivo chamado adenocarcinoma ductal pancreático, ou PDAC.

PDAC é o tipo mais comum de câncer de pâncreas, a terceira principal causa de mortes por câncer nos EUA. É difícil de detectar e reaparece cerca de 70% das vezes após o tratamento. Apenas 13% dos diagnosticados sobrevivem mais de cinco anos.

Uma equipe de cirurgiões, anestesistas e engenheiros da Universidade de Illinois em Chicago está estudando como a lidocaína, um anestésico local comum, afeta as células cancerígenas do pâncreas liberadas na corrente sanguínea durante a cirurgia. Seu último avanço avalia um método para capturar essas células nocivas e é publicado na revista Laboratório em um chip.

“Eu realmente espero que os resultados deste estudo possam ajudar nossos pacientes”, disse a Dra. Gina Votta-Velis, professora de anestesiologia da UIC na Faculdade de Medicina e investigadora principal. “A noção de que a lidocaína, que tem sido usada para aliviar a dor há mais de 65 anos, pode mitigar a metástase e afetar favoravelmente os resultados dos pacientes é altamente inovadora”.

Como as células tumorais circulantes se espalham

As células tumorais circulantes são células cancerígenas que se desprendem do tumor – geralmente durante a cirurgia de remoção do tumor – e escapam para a corrente sanguínea. Pacientes com células tumorais circulantes mais agressivas no sangue têm prognósticos piores e taxas de recorrência mais altas.

Votta-Velis disse que os pacientes devem se recuperar da cirurgia antes de iniciar a quimioterapia. Nessa janela de tempo, as células tumorais circulantes, ou CTCs, podem viajar por todo o corpo e gerar novos tumores. Mas estudos preliminares in vitro demonstraram que a lidocaína pode impedir que as células voltem a sair da corrente sanguínea, prendendo-as para que sejam naturalmente eliminadas pelo nosso sistema imunitário.

“As CTCs são as sementes da metástase”, disse ela. “Se conseguirmos detectá-los e diminuir sua agressividade com a infusão de lidocaína, poderemos diminuir o risco do processo metastático”.

Métodos inovadores para isolar células cancerígenas

Como as células tumorais circulantes são raras, isolá-las pode significar retirar 30 a 40 células dos milhares de milhões da nossa corrente sanguínea – tal como puxar uma agulha de um palheiro. É por isso que Votta-Velis se uniu ao colega afiliado do Centro de Câncer da Universidade de Illinois, Ian Papautsky, professor de Engenharia Biomédica da UIC Richard e Loan Hill na Faculdade de Engenharia. Ele é especialista em microfluídica: como pequenas quantidades de fluidos, como o sangue, fluem através de canais minúsculos.

Sua contribuição para o projeto é um pequeno dispositivo microfluídico, fabricado em vidro e plástico, medindo apenas alguns centímetros de comprimento e contendo canais pouco mais largos que um fio de cabelo. O dispositivo isola células cancerígenas da amostra de sangue de um paciente com base em seu tamanho – um processo conhecido como biópsia líquida.

“As CTCs são normalmente maiores que os glóbulos brancos, que são maiores que os glóbulos vermelhos. As células cancerígenas também tendem a ser mais macias e moldáveis”, disse Papautsky. “Quando colocamos o sangue neste dispositivo, podemos filtrar as CTCs sem modificar ou danificar as células”.

Comparando ferramentas de detecção novas e existentes

Em 2019, a equipe de Papautsky demonstrou que este método identifica células cancerígenas com 93% de precisão. Desta vez, os pesquisadores compararam o método de Papautsky com uma ferramenta disponível comercialmente chamada EasySep, que separa as células magneticamente. Papautsky disse que a separação magnética pode ser dura e às vezes destruir as células que tenta capturar.

Os pesquisadores testaram ambos os sistemas – EasySep e seu método original – com amostras de sangue de pacientes com câncer de pâncreas. Eles descobriram que o método de Papautsky recuperou oito vezes mais células cancerígenas e processou amostras de sangue mais rapidamente, em apenas 20 minutos.

“O sucesso do método é muito importante para cancros assintomáticos como o cancro do pâncreas, onde uma colheita de sangue pode ser a única forma de diagnosticar precocemente”, disse Papautsky.

Implicações para o futuro tratamento do câncer

Pier Giulianotti, co-investigador e chefe da divisão de cirurgia geral, minimamente invasiva e robótica da Faculdade de Medicina, disse que esta descoberta abre as portas para a próxima geração de tratamento médico personalizado.

“A ciência baseia-se em pequenos passos”, disse Giulianotti, que é um especialista de renome mundial no tratamento cirúrgico de cancros hepatobiliares do pâncreas.

“E este é um passo muito bom. A maioria dos cancros malignos em humanos espalham-se pela corrente sanguínea. Compreender como as células cancerígenas são libertadas na corrente sanguínea e ser capaz de controlar este processo é muito, muito importante.”

Pesquisadores adicionais da UIC incluem Celine Macaraniag, Ifra Khan, Alexandra Barabanova, Valentina Valle e Alain Borgeat. Jian Zhou, do Rush University Medical Center, é coautor.