Analysis of Cancer Biomarkers in Complex Tissue by Surface-Enhanced Raman Spectroscopy

Abstract

El objetivo principal de esta tesis es la monitorización de comunicaciones metabólicas en el contexto del microambiente tumoral (TME) mediante la técnica de espectroscopía de Raman aumentada en superficies (SERS). Se buscó implementar la tecnología de SERS no solo para la monitorización de rutas metabólicas conocidas, como una alternativa a técnicas tradicionales como la cromatografía líquida - espectrometría de masas (LC-MS), sino también para explorar su potencial en la descripción de nuevas comunicaciones metabólicas. Para ello, se han usado como base investigaciones previas que demostraban la eficacia de SERS en la monitorización de rutas metabólicas conocidas. Sobre este punto de referencia, se ha ampliado su aplicación a nuevas rutas metabólicas con el objetivo de descifrar eventos celulares aún no documentados o de aumentar la complejidad mediante el uso de modelos celulares más realistas o la implementación de cribados de alto rendimiento.La combinación de técnicas en biología molecular para cultivos celulares y la nanoplasmónica proporciona un enfoque innovador para descubrir alteraciones celulares durante el desarrollo tumoral. A diferencia de la mayoría de técnicas metabolómicas usadas en la actualidad, que implican procedimientos invasivos y generalmente, la destrucción de la muestra, la espectroscopía de Raman emerge como una alternativa prometedora para analizar la composición de entornos celulares. Basada en la dispersióninelástica de la luz, esta técnica permite detectar vibraciones moleculares presentes en la muestra sin necesidad de ningún tipo de marcaje previo. Sin embargo, las señales Raman son débiles, por lo que se requiere amplificación, lograda mediante nanopartículas metálicas como oro y plata, que generan intensos campos eléctricos para mejorar la detección de metabolitos extracelulares en concentraciones bajas. Combinando esta técnica con metodologías metabolómicas tradicionales y herramientas de bilogía molecular, a lo largo de esta tesis estudiamos las comunicaciones entre diferentes poblaciones celulares del microambiente tumoral y qué efectos producen sobre la progresión del tumor y la función inmune. Por tanto, el objetivo principal de este estudio es monitorizar distintos procesos celulares mediante SERS para poder interpretar los resultados en el contexto del metabolismo tumoral y la posible mejora de estrategias terapéuticas