Lidocaina ar putea atenua metastazele cancerului pancreatic

Adenocarcinomul ductal pancreatic reprezintă una dintre cele mai agresive forme de cancer, caracterizată prin diagnostic tardiv, supraviețuire redusă și recurență frecventă chiar și după intervenție chirurgicală. Studiul publicat în revista Lab on a Chip investighează o abordare inovatoare pentru izolarea celulelor tumorale circulante și a celulelor epiteliale circulante din sânge, evaluând utilitatea unei tehnologii microfluidice inerțiale în comparație cu o metodă imunomagnetică convențională.
Adenocarcinomul ductal pancreatic, asociat unei supraviețuiri medii între cinci și opt luni, este în mod obișnuit diagnosticat în stadii avansate, când boala este fie local extinsă, fie deja metastatică. Chiar și atunci când rezecția chirurgicală este posibilă, aproximativ 70% dintre pacienți prezintă recurență după tratament.

Datorită caracterului invaziv și potențialului metastatic ridicat, interesul pentru celulele tumorale circulante și celulele epiteliale circulante a crescut semnificativ. Aceste celule pot reflecta agresivitatea tumorală, pot semnala recurența precoce și pot oferi informații utile pentru stratificarea riscului. În stadiile premaligne, până la 33% dintre pacienții cu leziuni chistice pancreatice prezintă celule epiteliale circulante, sugerând intrarea timpurie a celulelor în circulație.

Metodele tradiționale de izolarea celulelor rare se bazează fie pe trăsături biologice, precum expresia markerilor de suprafață, fie pe proprietăți fizice precum dimensiunea sau deformabilitatea. Metodele imunologice sunt limitate de heterogenitatea expresiei epiteliului tumoral, în special în contextul tranziției epitelial-mezenchimale. În schimb, metodele fizice, precum tehnologia microfluidică inerțială, permit captarea celulelor pe baza dimensiunii, fără a depinde de markerii de suprafață.

Despre studiu

Obiectivul cercetării

Scopul studiului a fost de a compara performanța unui dispozitiv microfluidic inerțial cu o tehnică imunomagnetică de depleție celulară în izolarea celulelor tumorale circulante și celulelor epiteliale circulante din sânge, evaluând recuperarea, puritatea și aplicabilitatea clinică a celor două abordări.

Metodologie generală

Cercetarea a inclus două etape principale:

• experimente controlate, cu adăugare de celule de cancer pancreatic PANC1 în probe de sânge sănătos;
• validare clinică prin procesarea probelor de la pacienți diagnosticați cu adenocarcinom ductal pancreatic, tumori neuroendocrine sau leziuni papilare mucinoase intraductale.

Culturi celulare și pregătirea probelor

Celulele PANC1 au fost crescute în condiții standard, apoi colorate fluorescent și adăugate în probe de sânge la concentrații variate (50–10.000 celule per mL). Probele au fost prelucrate prin liza eritrocitelor și centrifugări succesive, în paralel cu protocoalele separate pentru cele două tehnologii de izolare.

Dispozitivul microfluidic inerțial

Tehnologia inerțială folosește un microcanal drept, unde curgerea fluidului determină migrarea laterală a celulelor în funcție de dimensiune. Celulele tumorale, având diametre medii în jur de 22 μm, se separă eficient de leucocite, care prezintă diametre de aproximativ 8 μm. Dispozitivul permite captarea celulelor mari prin devierea lor către zona centrală a canalului, de unde sunt colectate cu un grad ridicat de integritate.

Metoda imunomagnetică EasySep™

Abordarea imunomagnetică îndepărtează celulele sanguine nedorite prin marcarea expresiei CD45. După aplicarea câmpului magnetic, celulele nemarcate sunt recuperate și analizate. Metoda nu necesită anticorpi împotriva markerilor tumorali, dar operațiunile repetate de manipulare pot genera pierderi semnificative.

Validarea clinică

Probele au fost colectate de la pacienți în patru momente:

• înainte de intervenția chirurgicală;
• în timpul operației;
• după 24 de ore;
• după 72 de ore.

Celulele recuperate au fost identificate printr-o combinație de markeri fluorescenti: citokeratină pozitivă și absența expresiei CD45.

Rezultate

Performanța microfluidicii inerțiale

Analiza morfologică a arătat că citocentrifugarea distorsionează dimensiunea celulară, motiv pentru care măsurătorile au fost realizate cu celule în suspensie. Valorile medii de diametru (22,1 μm pentru celulele PANC1 și 8,4 μm pentru leucocite) confirmă robustețea principiului fizic utilizat de dispozitiv.

Metoda inerțială a conservat viabilitatea celulară la valori de 95%, în timp ce citocentrifugarea a redus viabilitatea sub 10%. Recuperarea totală în probele standard a variat între 30% și 44%, în funcție de concentrația celulelor introduse, iar ajustarea pentru pierderile prin citocentrifugare a indicat eficiențe intrinseci ale dispozitivului de până la 78%.

Raportul de îmbogățire – raportul dintre celulele tumorale și leucocite înainte și după procesare – a avut valori cuprinse între 6,5 și 8,6, indicând o depleție eficientă a celulelor sanguine chiar și la concentrații mici.

Performanța metodei imunomagnetice

Separarea imunomagnetică a prezentat recuperări mult mai reduse:

• 3,3% – 4,6% în probe de sânge integral;
• 4,6% – 8,3% în probe lizate;
• 6,5% – 10% în soluții tampon mai simple.

Raportul de îmbogățire a variat între 1,0 și 1,8, indicând eficiență redusă în eliminarea leucocitelor. Recuperarea scăzută a fost atribuită manipulărilor multiple și acumulării de pierderi prin transferuri succesive.

Izolarea celulelor din probe clinice

În primele trei cazuri evaluate comparativ:

• la un pacient cu leziuni papilare mucinoase intraductale, microfluidica inerțială a detectat aproximativ 390 celule per mL, față de 14 celule per mL izolate prin metoda imunomagnetică;
• în alte două cazuri, ambele metode au detectat absența celulelor tumorale în probele analizate.

În celelalte probe procesate exclusiv cu dispozitivul microfluidic, au fost detectate celule tumorale circulante în toate cazurile, cu concentrații medii de 189, 28 și 37 celule per mL, valorile situându-se în intervalele raportate în literatura de specialitate.

O tendință importantă observată a fost creșterea modestă a numărului de celule tumorale circulante în primele 72 de ore după intervenția chirurgicală, fenomen posibil asociat manipulării tumorale intraoperatorii.

Discuții

Rezultatele indică în mod clar superioritatea tehnologiei microfluidice inerțiale, care oferă:

• recuperări de până la opt ori mai mari decât metoda imunomagnetică;
• un raport de îmbogățire de cinci ori superior;
• o conservare excelentă a integrității celulare;
• o procedură mai simplă, cu mai puține manipulări.

Limitările majore provin din necesitatea citocentrifugării pentru analiza fenotipică, proces responsabil pentru pierderi de până la 50%. Optimizarea ulterioară ar putea crește semnificativ randamentul final și ar facilita aplicarea clinică.

Detecția mult mai eficientă a celulelor epiteliale circulante în leziunile premaligne sugerează potențialul tehnologiei pentru diagnostic precoce și supraveghere a transformării maligne. De asemenea, identificarea celulelor tumorale circulante înainte și după intervenție poate îmbunătăți înțelegerea diseminării tumorale și poate contribui la evaluarea riscului de recurență.

Concluzii

Studiul demonstrează că tehnologia microfluidică inerțială reprezintă o metodă robustă și performantă pentru izolarea celulelor tumorale circulante și a celulelor epiteliale circulante în adenocarcinomul ductal pancreatic. Comparativ cu abordarea imunomagnetică, microfluidica inerțială oferă recuperări semnificativ superioare, o puritate crescută și un potențial clinic considerabil.

Integrarea unor astfel de platforme în practica clinică ar putea transforma modul în care sunt detectate și monitorizate formele agresive de cancer pancreatic, facilitând diagnosticarea timpurie, evaluarea prognosticului și adaptarea intervențiilor terapeutice.