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Unos sensores cuánticos revolucionarios podrían permitir un diagnóstico y tratamiento más tempranos del cáncer
Un proyecto revolucionario de detección cuántica que podría transformar el tratamiento del cáncer al rastrear cómo las células inmunes interactúan con los tumores ha recibido una prestigiosa beca Future Leaders por valor de £ 2 millones. La subvención de cuatro años, financiada por Investigación e Innovación del Reino Unido, se centra en un problema crítico: las células inmunes a menudo fallan cuando encuentran tejido canceroso,...
Unos sensores cuánticos revolucionarios podrían permitir un diagnóstico y tratamiento más tempranos del cáncer
Un proyecto revolucionario de detección cuántica que podría transformar el tratamiento del cáncer al rastrear cómo las células inmunes interactúan con los tumores ha recibido una prestigiosa beca Future Leaders por valor de £ 2 millones.
La subvención de cuatro años, financiada por Investigación e Innovación del Reino Unido, se centra en un problema crítico: las células inmunitarias a menudo fallan cuando encuentran tejido canceroso porque el entorno del tumor altera su metabolismo. Este innovador proyecto podría permitir el desarrollo de terapias contra el cáncer mejoradas y adaptadas al paciente y proporcionar herramientas para un diagnóstico y evaluación más tempranos de medicamentos contra el cáncer.
La Dra. Aldona Mzyk utilizará sensores cuánticos, dispositivos que utilizan las propiedades de la física cuántica para detectar pequeños cambios, para comprender por qué las inmunoterapias actuales contra el cáncer funcionan para algunos pacientes pero no para otros.
Los sensores cuánticos pueden detectar cambios moleculares en células vivas con extraordinaria precisión, midiendo cambios en escalas de longitud miles de veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano. El proyecto del Dr. Mzyk utilizará sensores tan pequeños como un solo electrón para estudiar las señales magnéticas de los radicales libres. Estas moléculas altamente reactivas desempeñan un papel crucial en el metabolismo celular y el desarrollo de enfermedades.
La investigación aborda un desafío importante en el tratamiento del cáncer. Si bien las células inmunes fabricadas en laboratorio llamadas células CAR-T han tratado con éxito cánceres de la sangre como la leucemia y el linfoma, funcionan menos de la mitad del tiempo en tumores sólidos como el cáncer de mama, pulmón o colon. Este fallo se produce porque el tejido canceroso consume los recursos disponibles y produce metabolitos que provocan un mal funcionamiento de las células inmunitarias.
La Dra. Aldona Mzyk es actualmente investigadora en DTU en Copenhague y se unirá al Instituto de Fotónica y Ciencias Cuánticas de la Universidad Heriot-Watt. Ella dijo: "Cada minuto, diecisiete personas en el mundo mueren de cáncer. Sabemos que el fallo de las células inmunes se debe a cambios en su metabolismo cuando interactúan con las células cancerosas. Para mejorar el rendimiento de las células inmunes, necesitamos entender cómo controlar estos cambios metabólicos monitoreando la producción de radicales libres en las células y esencialmente espiando su comportamiento. Esto requiere métodos de detección increíblemente rápidos y precisos, que los sensores cuánticos pueden proporcionar por primera vez".
El proyecto multidisciplinario combinará la detección cuántica con espectroscopía óptica y microfluidos para crear una plataforma integrada que pueda rastrear el metabolismo celular en miles de células en segundos. El proyecto está en consonancia con el Programa Nacional de Tecnología Cuántica del Reino Unido y el objetivo de equipar al NHS con sensores cuánticos de alta sensibilidad.
El profesor Cristian Bonato, investigador principal de la instalación de detección cuántica a nanoescala de Heriot-Watt, dijo: "La detección cuántica está transformando el diagnóstico médico porque su sensibilidad hasta el nivel de moléculas individuales nos permite detectar enfermedades tempranamente, lo que a menudo conduce a mejores resultados de tratamiento. En Heriot-Watt, desarrollamos sensores cuánticos que logran una precisión sin precedentes, desde imágenes de campos magnéticos en nanomateriales hasta la detección de pequeñas cantidades de moléculas relevantes para la investigación biomédica".
La beca del Dr.
Cristian Bonato, investigador principal, Universidad Heriot-Watt
El Instituto de Fotónica y Ciencias Cuánticas de Heriot-Watt participa en cuatro de los cinco centros de investigación cuántica anunciados el año pasado por el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC). Heriot-Watt dirige el Centro Integrado de Redes Cuánticas y participa en la investigación cuántica centrándose en la detección, la obtención de imágenes, la medición del tiempo y las aplicaciones biomédicas.
Fuentes: