Bioingeniería

1. DIAGNÓSTICO / PRONÓSTICO EN CÁNCER
Ing. Fernando Vélez V. MsC
DISEÑO DEL DIAGRAMA DE UN CHIP POTENCIAL PARA
DIAGNÓSTICO. Fabricación de un prototipo de chip de
Diagnóstico basado en un microarreglo utilizando microfluídos
“Construir componentes electrónicos capaces de identificar el cáncer”

2. DEFINICIONES
EXPRESIÓN GÉNICA:
Proceso por el cual todos los
organismos procariotas y
eucariotas transforman la
información por los ácidos
nucleicos (DNA) en las proteínas
necesarias para su desarrollo y
funcionamiento .
PERFIL DE EXPRESIÓN
GÉNICA:
Medida de expresión de varios
genes en una célula en un
momento dado.

3.  Clasificado en 4 subtipos :
Luminal A / Luminal B /
Her2+ / Basales.
 Seguimiento hecho en
periodos en 5 años.
 Que se debe medir?
 Efectividad del tratamiento
 Pronóstico
 Clasificación genética
 Riesgo
 Producción de un
Diagnóstico Inicial:
La idea no es hacerlo
mediante biopsias, en este
caso lo determinará el
resultado del proceso
practicado con el
microarreglo.
CLASIFICACIÓN MOLECULAR EN EL CÁNCER DE MAMA
CLASIFICACIÓN MOLECULAR

4. • De los 4 subtipos Luminal
A/B son menos agresivos
respecto a los otros 2.
• Existe diagnóstico
subclínico mayor en
Luminal A/B.
• Considerando esto tratar
la Menor/mayor
agresividad.
GENÉTICA EN CÁNCER DE MAMA
• Hacer la selectividad del
tratamiento.
• Se busca hacer una
Medicina Personalizada,
que es diseño del
tratamiento acorde a las
características individuales
de cada paciente

5. ANTECEDENTE DEL PROBLEMA
Analizar a bajo costo un gran número
de muestras para el diagnóstico de
cáncer mamario con el propósito de
realizar a futuro estudios de población
principalmente en el suroccidente
Colombiano.
Con este proyecto se busca
desarrollar un prototipo de
microarreglo basado en microfluidos
que permita análisis de la expresión
génica, detección de mutaciones y
polimorfismos, secuenciación,
seguimiento de terapia, medicina
preventiva, screening y toxicología de
fármacos, y diagnóstico molecular.

6. OBJETIVO GENERAL
Fabricar un prototipo de chip de diagnóstico de cáncer mamario
basado en un microarreglo de baja densidad utilizando microfluídos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Diseñar un microarreglo de baja densidad utilizando tecnología de
microfluídos.
• Fabricar estructuras con microcanales para la implementación de un
microarreglo.
• Fabricar y/o incorporar los componentes necesarios para la
inyección y propagación de las sondas y muestras en el
microarreglo.
• Realizar pruebas de diagnóstico de cáncer mamario utilizando el
microarreglo fabricado.
OBJETIVOS DEL PROYECTO PLANTEADO

7. Cada experimento con microarrays evalúa miles de hipótesis
simultáneamente, por lo que un análisis ligero, sin las debidas
correcciones estadísticas, puede generar resultados falsamente
significativos, esto se debe tener en cuenta.
La identificación de señales interesantes en un microarray debe
ser verificada con otras técnicas y, como en otros campos del
conocimiento, es necesario que experimentos en muestras
independientes repliquen los resultados antes de adoptarlos
como válidos.
Por el momento los microarrays se utilizan fundamentalmente en
investigación, pero dentro de poco aparecerán aplicaciones clínicas
para diagnóstico o evaluación de riesgo.
ANTECEDENTES

8. Se considera llevar a cabo una revisión detallada de los
modelos existentes y métodos para la construcción y
fabricación de un prototipo de chip de Diagnóstico
basado en un microarreglo utilizando microfluídos.
Con base en lo anterior, se busca identificar, revisar y
aplicar procedimientos que hagan diagnósticos sobre
tejidos enfermos de cáncer en la población objetivo
dispuesta, y además se busca definir un inventario de
herramientas, métodos y procesos, que se deriven en la
aplicación de procedimientos que ayuden a ajustar los
criterios para el diagnóstico de esta enfermedad.
Los niveles de la expresión génica se pueden determinar
utilizando microarreglos.
RESULTADOS ESPERADOS

9. RESULTADOS ESPERADOS - MEDICIÓN
OBJETIVO FACTOR CLAVE DE ÉXITO INDICADOR
Diseñar un microarreglo de baja
densidad utilizando tecnología
de microfluídos.
Desarrollo del diseño de un
microarray usando técnicas de
microfluídos.
Diseño para implementación de un
microarreglo para análisis de
enfermedades (cáncer).
Fabricar estructuras con
microcanales para la
implementación de un
microarreglo.
Obtención de las estructuras
requeridas para que hayan
microcanales en la
implementación de un
microarreglo
Estructuras con microcanales para
fabricación de un microarreglo
Fabricar y/o incorporar los
componentes necesarios para la
inyección y propagación de las
sondas y muestras en el
microarreglo.
Fabricación e incorporación de
componentes para inyección y
propagación de sondas y
muestras en el microarreglo.
Obtención de prototipo con
componentes para la inyección y
propagación de sondas y muestras
en el microarreglo.
Realizar pruebas de diagnóstico
de cáncer mamario utilizando el
microarreglo fabricado.
Desarrollo de Site survey, tests y,
análisis de la casuística
observada para el diagnóstico de
cáncer mamario con el
microarreglo fabricado.
Estudio consolidado de resultados a
partir de la aplicación del
microarreglo a un esquema de
muestras de cáncer mamario
representativo entregando su
respectivo análisis y
recomendaciones.

10. La metodología consiste en el desarrollo de unos
procedimientos que se llevan a cabo identificando primero
grandes acciones y descendiendo a sus detalles
progresivamente, es decir experimental y sistémica.
Los sistemas típicamente se desarrollan y continúan en pruebas en
el microarreglo durante un cierto período de tiempo, llamado
frecuentemente Ciclo de Vida del Desarrollo del proceso de prueba,
que puede estar compuesto un grupo de fases a definir, en las
cuales se especifican sus debidos límites para la recolección de
resultados.
El enfoque resalta que se lleva a cabo la Fabricación de un
prototipo de chip de Diagnóstico basado en un microarreglo
utilizando microfluídos, por esto se considera realizar prácticas
experimentales con los Testsbeds dispuestos para el caso.
METODOLOGÍA Y ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN

11. METODOLOGÍA Y ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
Análisis de
Requerimientos
Diseño Lógico de las
soluciones
Desarrollo del modelo
Físico de la Solución -
Testbed
Probar, optimizar y
documentar el diseño
del modelo resultante
Monitorización y
observación de las
variables del sistema
objetivo a medir
Implementación y
Prueba de los modelos

12. CRONOGRAMA

13. PRESUPUESTO
RUBROS
FUENTES
TOTAL
Universidad del Cauca Contrapartida
Personal 0 1.500.000 1.500.000
Equipos 40.000.000 0 40.000.000
Software 0 0 0
Materiales 0 510.000 510.000
Material bibliográfico 0 500.000 500.000
Asesoría 0 800.000 800.000
Publicaciones y patentes 0 0 0
Servicios técnicos 0 1.000.000 1.000.000
Mantenimiento 0 1.000.000 1.000.000
TOTAL $ 40.000.000 $ 5.310.000 $ 45.310.000

14. APLICACIONES EXTRAPOLABLES
• Estudio de
expresión de
genes.
• Clasificar
enfermedades
• Identificar genes
específicos de
ciertas patologías.
• Predicción de respuesta a un tratamiento.
• Detección de polimorfismo de un gen (SNP’s).

15. METODOS DE DETECCIÓN
MICROARREGLOS
(chip de ADN)
Superficie sólida a la
cual se une una
colección de ADN.
Medir el nivel de
hibridación entre sonda
y molécula diana (target)
mediante fluorescencia .

16. Con los microarreglos:
• Identificar la
expresión génica.
• Tener precisión en el
diagnóstico.
• Selectividad en el
tratamiento con QT :
• Menos
morbi/mortalidad
inducida por el
tratamiento QT.
• Menos coste
• Más índice de curación
DIAGNÓSTICO GENÉTICO

17. DIAGNÓSTICO GENÉTICO

18. Medición de expresión génica utilizando chips. (perfil de
expresión génica)

19. Medición de expresión génica utilizando chips. (perfil de
expresión génica)

20. PREGUNTAS
DIAGNÓSTICO / PRONÓSTICO EN CÁNCER

21. GRACIAS
Ing. Fernando Velez Varela, MsC.
fernando.velez@gmail.com
DIAGNÓSTICO / PRONÓSTICO EN CÁNCER

22. • Visualizar el cáncer como una
enfermedad genética.
(mutaciones heredables)
• Ciertos genes se convierten en
oncogenes causantes de
cáncer.
• Otros genes, supresores ,
previenen el crecimiento
incontrolado de células; si son
anulados provocan aparición de
cáncer.
• Las mutaciones aisladas ,
generalmente no son suficientes
para causar cáncer, sino que
producen cambios que
predisponen a las células al
crecimiento maligno.
CÁNCER / GENÉTICA

23. DIAGNÓSTICO GENÉTICO