Le cellule tumorali che circolano nel sangue sono marcatori per la diagnosi precoce e la prognosi del cancro. Però, il rilevamento di queste cellule è difficile a causa della loro scarsità. Nel diario Angewandte Chemie , gli scienziati hanno ora introdotto un metodo ultrasensibile per il rilevamento diretto delle cellule tumorali circolanti nei campioni di sangue. Si basa sull'amplificazione, misurazione della fluorescenza risolta nel tempo di ioni lantanidi luminescenti rilasciati da nanoparticelle che si legano specificamente alle cellule tumorali.

Le tecniche convenzionali per il rilevamento delle cellule tumorali circolanti richiedono un complicato arricchimento prima del rilevamento perché un campione di 10 milioni di cellule del sangue contiene solo una cellula tumorale. In contrasto, il nuovo metodo sviluppato da un team che lavora con Xiaorong Song, Xueyuan Chen, e Zhuo Chen, al Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Accademia cinese delle scienze, Università di agricoltura e silvicoltura del Fujian, e Fujian Cancer Hospital (Fuzhou, Fujian, Cina), funziona senza alcuna fase di arricchimento e rileva direttamente le cellule tumorali circolanti nei campioni di sangue. La tecnica si basa su una cosiddetta "fotoluminescenza risolta nel tempo con miglioramento della dissoluzione" e utilizza nanoparticelle fluorescenti costituite dal complesso di lantanide europio.

Per prima cosa i ricercatori hanno prodotto anticorpi contro la molecola di adesione delle cellule epiteliali (EpCAM, che è una glicoproteina presente in numero molto elevato sulla superficie di molte cellule tumorali e funge da marker diagnostico per il cancro). Questi anticorpi sono stati applicati come rivestimento nei pozzetti delle micropiastre, facendo sì che le cellule tumorali contenute nel campione di sangue rimanessero bloccate in profondità nei pozzetti mentre altri componenti del sangue venivano rimossi.

Gli scienziati hanno rivestito le nanoparticelle contenenti europio con gli stessi anticorpi. Ciò ha causato un gran numero di nanoparticelle, aggiunto in soluzione, legarsi specificamente alle cellule tumorali. Uno "sviluppatore" successivamente aggiunto ha sciolto le nanoparticelle, rilasciando una miriade di ioni europio. Questi sono stati immediatamente vincolati e strettamente bloccati da altri componenti della soluzione per sviluppatori. Ciò ha provocato una molteplicità di amplificazione della fluorescenza.

Un altro vantaggio essenziale di questo metodo è che gli ioni europio sono fluorofori molto longevi che continuano a emettere fluorescenza per diversi microsecondi dopo l'eccitazione con un lampo di luce. Poiché le misurazioni sono risolte nel tempo, è possibile avviare la misurazione con un ritardo. I segnali di fondo causati dall'autofluorescenza dei componenti cellulari continuano solo per pochi nanosecondi e svaniscono prima che inizi la misurazione. Ciò aumenta la sensibilità delle misurazioni, consentendo ai ricercatori di rilevare una singola cellula tumorale per pozzetto della micropiastra.

I test con campioni di sangue di pazienti affetti da cancro hanno registrato solo 10 cellule per millilitro di sangue. Quattordici su quindici pazienti affetti da cancro sono stati identificati correttamente con questo nuovo metodo. Il numero di cellule tumorali nei campioni era fortemente correlato con lo stadio del cancro in ciascun paziente.