Un chip microfluídico integrado para la captura, migración y fenotipificación molecular de células tumorales circulantes individuales.

El análisis de células tumorales circulantes (CTCs) a nivel unicelular presenta un potencial significativo para dilucidar los mecanismos de metástasis tumoral, mejorar la evaluación del pronóstico y avanzar en las terapias de precisión. Los microchips microfluídicos han surgido como herramientas esenciales para el aislamiento y enriquecimiento de CTCs.

Sin embargo, las técnicas microfluídicas existentes tienen una capacidad limitada para lograr la caracterización funcional in situ de CTCs individuales.

Además, la mayoría de los sistemas actuales no tienen en cuenta la co-captura de CTCs, lo que oscurece la heterogeneidad inherente de las CTCs individuales. En este estudio, desarrollamos un nuevo microchip microfluídico integrado para el enriquecimiento de CTCs, la captura unicelular y el análisis de la migración y la heterogeneidad molecular. En el chip, una estructura espiral inercial permite el enriquecimiento de CTCs sin necesidad de etiquetas, mientras que una red de ramificación simétrica y micropilares con forma de doble cruz logran una captura unicelular de alto rendimiento y alta eficiencia. La plataforma permite el establecimiento in situ de un gradiente de concentración espacial para analizar cuantitativamente la migración de CTCs individuales, junto con la detección por inmunofluorescencia de marcadores relacionados con la transición epitelio-mesenquimal (EMT).

Los resultados experimentales demuestran que el chip logró una tasa de captura superior al 80%, con una eficiencia de captura unicelular de más del 70%. Este chip integrado permite una correlación directa a nivel unicelular entre la capacidad migratoria y el fenotipo EMT de las CTCs. El análisis de muestras de sangre de 11 pacientes con cáncer colorrectal revela que tanto la velocidad de migración de las CTCs como la proporción de CTCs migratorias son significativamente mayores en pacientes con enfermedad metastásica. La plataforma integrada correlaciona la función migratoria dinámica con los fenotipos moleculares estáticos a nivel unicelular, ofreciendo un nuevo método para investigar la heterogeneidad de las CTCs en la metástasis tumoral.