La evaluación rápida y precisa de la sensibilidad a los fármacos es fundamental para optimizar la quimioterapia y mejorar los resultados de los pacientes. Sin embargo, las pruebas convencionales de quimiosensibilidad suelen ser lentas, requieren grandes volúmenes de muestra y tienen dificultades para manejar muestras biológicas complejas.
Un estudio publicado en Biosensors and Bioelectronics, liderado por el Prof. WANG Hongzhi del Instituto de Ciencias Físicas de Hefei de la Academia China de Ciencias, ha desarrollado un biosensor de anillo plasmónico programable, MetaRing, capaz de identificar de forma rápida y precisa la sensibilidad al paclitaxel en pacientes con cáncer de mama.
Los investigadores diseñaron el biosensor MetaRing basándose en el efecto de “anillo de café”. Mediante el control cuidadoso de la concentración de nanopartículas y la temperatura de evaporación, la plataforma de biosensado MetaRing logró un ensamblaje determinista de nanopartículas, formando estructuras jerárquicas con nanoespacios densos y estables. Este diseño mejoró la estabilidad y robustez de la detección en una variedad de entornos biológicos, incluyendo agua, soluciones tampón, medios ricos en proteínas y lisados celulares complejos.
Además, esta plataforma integró la espectroscopía Raman potenciada por superficie para capturar “huellas dactilares” moleculares con alta sensibilidad, permitiendo la rápida adquisición de espectros metabólicos que reflejan las respuestas de las células tumorales al paclitaxel. Este diseño requirió solo cantidades mínimas de muestras biológicas y eliminó la necesidad de etiquetado o expansión de cultivos celulares.
Los resultados experimentales demostraron que MetaRing podía identificar de forma fiable las firmas de sensibilidad al paclitaxel en líneas celulares de cáncer de mama resistentes a los fármacos, modelos de xenoinjerto y tejidos de biopsia derivados de pacientes. Cuando se combinó con una red neuronal convolucional unidimensional ligera, el sistema integrado MetaRing-IA completó las evaluaciones de sensibilidad a los fármacos en menos de 10 minutos, logrando una precisión de clasificación superior al 92% en cohortes clínicas.
Este estudio proporciona una estrategia práctica para evaluar rápidamente la sensibilidad al paclitaxel, apoyando la quimioterapia personalizada y abordando los desafíos planteados por la variabilidad interpaciente y la heterogeneidad tumoral, con un fuerte potencial de traslación clínica.
