El centro que crea tecnología lab-on-a-chip para pruebas médicas gana $6.6 millones en financiamiento continuo de los NIH

LAWRENCE: un centro de investigación con sede en la Universidad de Kansas que desarrolla pruebas rápidas de próxima generación para una serie de dolencias humanas como el cáncer, los accidentes cerebrovasculares y el COVID-19 recientemente ganó $6.6 millones en financiamiento continuo durante los próximos cinco años de parte de los Institutos Nacionales de la Salud. Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería (NIBIB) como Centro Nacional de Recursos Biotecnológicos (P41).

El Centro de Sistemas BioModulares Multiescala para Medicina de Precisión toma pequeños chips de plástico hechos del mismo material que un disco compacto o DVD y los transforma en maravillas de la ingeniería y la química que pueden detectar rápidamente enfermedades humanas difíciles de diagnosticar usando saliva, orina, o sangre de un paciente.  CRÉDITO: CBM2Centro de sistemas biomodulares multiescala para medicina de precisiónapodado CBM2, toma pequeños chips de plástico hechos del mismo material que un disco compacto y los transforma en maravillas de la ingeniería y la química que pueden detectar rápidamente enfermedades humanas difíciles de diagnosticar utilizando la saliva, la orina o la sangre de un paciente. Las biopsias líquidas pueden detectar células tumorales circulantes, ADN libre de células, virus y vesículas que son liberadas por células biológicas asociadas con una enfermedad en particular.

La tecnología perfeccionada en KU y las instituciones asociadas está ampliando los límites de la medicina de precisión, mejorando y extendiendo la vida de los pacientes y creando asociaciones de comercialización, así como nuevas oportunidades de capacitación y educación en la región de Lawrence-Kansas City y más allá.

Imagen de trabajadores de laboratorio en el Centro de Sistemas BioModulares Multiescala para Medicina de Precisión.“Desarrollamos pequeños artilugios de $2 hechos de plástico mediante moldeo por inyección que pueden tomar una muestra de biopsia líquida y buscar diferentes tipos de marcadores que pueden ayudar a un médico a controlar la enfermedad”, dijo CBM2 el director Steven Soper, Profesor Distinguido de Química, Ingeniería Mecánica y Bioingeniería de la Fundación, quien trajo el centro a KU cuando fue reclutado de la Universidad de Carolina del Norte en 2016. “Para darle un ejemplo, este pequeño chip se usa para aislar células tumorales de la sangre de pacientes con cáncer. Un médico tomará una muestra de sangre del paciente, la pondrá en el chip para enriquecer las células tumorales de la muestra de sangre (hay muy pocas, tal vez unas 10 o más) y luego abrimos esas células para observar la genética. composición para ayudar a decidir: ¿el paciente tiene una enfermedad, cómo tratar la enfermedad, está respondiendo el paciente a la terapia?”

De los 50 centros P41, CBM2 es el único basado en un NIH IDeA (Premios al Desarrollo Institucional) estado: una designación para los estados que históricamente han recibido cantidades más bajas de fondos de los NIH.

“La mayoría de estos centros de recursos biotecnológicos, como ocurre con todos los grandes proyectos, se encuentran en ambas costas”, dijo Soper. “Somos el único centro de recursos de biotecnología que está financiado en un estado de IDeA, por lo que es un gran hurra para Kansas y KU: todos los principales centros NIH tienen una gran visibilidad, por lo que tenemos una misión muy importante porque somos el único centro de estos 50 que tiene estas tecnologías y estamos llenando un nicho importante dentro de la comunidad NIH”.

Gran parte del trabajo de CBM2 se lleva a cabo en colaboración con socios que incluyen KU Medical Center (Andrew Godwin, CBM2 codirector), Universidad de Carolina del Norte-Chapel Hill (Dr. David Kaufman, CBM2 codirector), Louisiana State University (profesores Sunggook Park y Michael C. Murphy) y Wake Forest School of Medicine (profesor Adam Hall).

Por ejemplo, en KU Medical Center, Godwin, quien también se desempeña como subdirector del Centro de Cáncer de la Universidad de Kansas y director de Instituto de Kansas para Medicina de Precisión COBRE — y Soper están trabajando para desarrollar un instrumento portátil para detectar los virus que generan el COVID-19 y para detectar el cáncer de ovario en forma temprana en mujeres con un alto riesgo familiar. Este tipo de detección de cáncer utiliza unas pocas gotas de sangre colocadas en un chip de plástico creado por el centro para buscar vesículas muy pequeñas, cuya presencia indica una etapa temprana del cáncer que proporcionará una mejor supervivencia en comparación con los métodos de diagnóstico actuales.

“El CBM2 es un componente esencial de nuestros esfuerzos de colaboración para desarrollar un Instituto de Medicina de Precisión independiente en la Universidad de Kansas”, dijo Godwin. “Me complace servir como codirector de este Centro P41 y estoy emocionado de trabajar con un equipo creativo y extremadamente talentoso de bioingenieros en KU, LSU, UNC y Wake Forest que están desarrollando tecnologías de vanguardia para ayudar a avanzar el futuro del cuidado de la salud”.

Los avances médicos desarrollados en CBM2 ya están ayudando a los pacientes a través de asociaciones comerciales con empresas privadas como BioFluidica, con sede en San Diego, que comercializa instrumentos para el aislamiento y análisis de marcadores de biopsia líquida. Algunos de estos productos ya están en uso en el KU Cancer Center para mejorar los resultados de los pacientes con cáncer en Kansas, así como en los de los EE. UU.

“Quiero felicitar a los Dres. Soper y Godwin para la renovación del CBM2 subvención P41”, dijo el Dr. Roy Jensen, director de la Centro de Cáncer KU. “Esta financiación proporciona apoyo de infraestructura fundamental para nuestros esfuerzos de investigación centrados en el desarrollo de sistemas de detección nuevos y mejorados para biomarcadores en el cáncer y otras enfermedades. Esta renovación contribuirá en gran medida a mejorar aún más nuestras capacidades científicas correlativas y nos coloca a la vanguardia del diagnóstico molecular y la investigación en medicina de precisión”.

Por ejemplo, CMB2 está trabajando con el Dr. Anup Kasi de KUMC en ensayos clínicos en el KU Cancer Center para evaluar nuevas terapias para el cáncer de páncreas, que representa el 7% de las muertes por cáncer en los EE. UU. por el CBM2 y comercializado por BioFluidica.

Otras iniciativas de investigación importantes incluyen un proyecto con la Dra. Alison Baird del Centro Médico SUNY Downstate en la ciudad de Nueva York sobre una prueba que usa pequeñas vesículas como marcadores para una prueba en el punto de atención para diagnosticar un accidente cerebrovascular isquémico. La prueba se puede completar en aproximadamente 30 minutos para ayudar a decidir cuál es la mejor manera de tratar a los pacientes con accidente cerebrovascular. En otro esfuerzo, CBM2 está desarrollando una nueva plataforma de nanotecnología para la secuenciación de ARN y ADN para detectar cambios en el genoma de ARN de virus que dan lugar a variantes, como las asociadas con COVID-19.

“Esta emocionante tecnología tiene el potencial de mejorar y salvar vidas, y esta renovación de fondos del NIH es tanto un respaldo de su valor como un catalizador para su continuo desarrollo y expansión”, dijo Simon Atkinson, vicerrector de investigación en el campus de Lawrence de KU. “Dr. Soper y su equipo sienten pasión por este trabajo, y su energía y experiencia continúan atrayendo el tipo de inversión federal y privada que permitirá a los investigadores de KU aprovechar sus descubrimientos en los años venideros, beneficiando a los pacientes y fortaleciendo la economía de Kansas”.

Además de capacitar a estudiantes en KU e instituciones asociadas, CBM2 está educando al público en general ya una generación de estudiantes K-16 en la investigación multidisciplinaria detrás de las tecnologías desarrolladas en el centro. Małgorzata Witek, profesora asociada de investigación de química en KU, lidera el esfuerzo por enseñar a los estudiantes a apreciar conceptos como la medicina de precisión y el sentido de la escala, así como las valiosas contribuciones que los ingenieros brindan a la medicina. Witek y su equipo llegan a más de 500 estudiantes anualmente. El centro también trabaja con los estados de Sharp Hub IDeA para compartir sus experiencias en la creación de infraestructura para mejorar la competitividad de la investigación a nivel nacional en estos estados.

Imagen superior derecha:Centro de Sistemas BioModulares Multiescala para Medicina de Precisión toma pequeños chips de plástico hechos del mismo material que un disco compacto o DVD, luego los transforma en maravillas de la ingeniería y la química que pueden detectar rápidamente enfermedades humanas difíciles de diagnosticar utilizando la saliva, la orina o la sangre de un paciente. Crédito: CBM2

Foto inferior derecha: Trabajadores de laboratorio en el Centro de sistemas biomodulares multiescala para medicina de precisión. Crédito: CBM2

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