Respiración profunda y posterior análisis de orina en lugar de pruebas complejas: los investigadores han desarrollado un procedimiento sencillo para la detección temprana del cáncer de pulmón. Los nanosensores biodegradables se inhalan hasta los pulmones a través de un inhalador. Si se encuentra allí tejido tumoral, se liberan moléculas de ADN indicadoras, que luego acaban en la orina y pueden detectarse mediante una sencilla prueba con tiras reactivas de papel. Según los científicos, los resultados positivos obtenidos hasta el momento en las pruebas con ratones generan esperanzas de que el concepto pueda convertirse en una alternativa fácilmente disponible a los métodos de detección más complicados.
El diagnóstico precoz es la clave del éxito: para muchos tipos de cáncer hoy en día existe una buena posibilidad de recuperación si la enfermedad se diagnostica en una fase temprana de su desarrollo. Esto también se aplica a una de las enfermedades oncológicas más extendidas en todo el mundo: el cáncer de pulmón. Hasta la fecha, las pruebas de tomografía computarizada (TC) se han utilizado para el diagnóstico precoz de esta enfermedad. Sin embargo, este es un proceso bastante complejo que requiere equipos costosos y personal calificado.
Esta es la razón por la que las tomografías computarizadas a menudo no están disponibles para las personas en algunas partes del mundo. Además, con frecuencia pueden producirse diagnósticos erróneos con este procedimiento, lo que lleva a pruebas de seguimiento innecesarias e invasivas. «Por lo tanto, en nuestro trabajo de desarrollo, nos propusimos proporcionar un método que pueda detectar el cáncer de pulmón con alta especificidad y sensibilidad, al tiempo que reduce el umbral de accesibilidad», dice el primer autor Qian Zhong, del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge.
Tumores hábilmente detectados
El concepto de solución que presentan Zhong y sus colegas se basa en nanosensores especialmente diseñados que pueden inhalarse en forma de aerosol mediante un inhalador. Las pequeñas piezas consisten en una columna vertebral de polímero fácilmente degradable a la que se unen moléculas de «ADN informador» a través de ciertas conexiones proteicas. Tan pronto como las partículas llegan a los pulmones, son absorbidas por el tejido y afectan cualquier tejido tumoral que pueda estar presente. Los nanosensores lo reconocen por una característica: el tejido tumoral libera determinadas enzimas que descomponen las proteínas. Estas proteasas ayudan, entre otras cosas, a que las células en proliferación se establezcan en el cuerpo cortando estructuras tisulares.
Ahora los investigadores han diseñado las conexiones entre la estructura básica de las partículas y las moléculas de ADN indicadoras para que sean escindidas específicamente por proteasas típicas de los tumores. Las moléculas de ADN indicadoras separadas pueden luego ingresar al torrente sanguíneo, desde donde los riñones finalmente las filtran y las liberan en la orina. Luego se pueden detectar utilizando una tira reactiva que contiene parejas de unión específicas para las moléculas de ADN informantes. No se requiere tratamiento previo ni preparación de la muestra de orina, y los resultados se pueden leer aproximadamente 20 minutos después de la recolección de la muestra, informan los investigadores.
Resultados de pruebas prometedores
Para probar si el sistema cumple lo que promete, Zhong y su equipo realizaron estudios en líneas de cría de ratones especialmente desarrolladas que desarrollan tumores de pulmón similares a los humanos. Los sensores se administraron a estos animales mediante inhalación aproximadamente siete semanas después del inicio de la formación del tumor. Los científicos explican que este momento corresponde a una etapa temprana del desarrollo del cáncer humano. En su primera serie de experimentos, registraron los valores de 20 sensores diferentes que detectan diferentes proteasas. Una combinación de cuatro sensores resultó óptima: en el modelo de ratón pudieron detectar tumores de pulmón en fase temprana con una alta tasa de éxito, informan los investigadores.
Tras estos prometedores resultados, ahora quieren explorar posibles usos del sistema de diagnóstico en humanos. Inicialmente, Zhong y sus colegas planean realizar estudios en muestras de tejido humano para determinar si la combinación de sensores que utilizaron también podría usarse en este caso. Esperan poder realizar pronto ensayos clínicos en pacientes para lograr su objetivo: proporcionar tecnología precisa pero simple para el diagnóstico temprano del cáncer de pulmón que pueda llegar a poblaciones de todo el mundo que antes estaban desfavorecidas.
Fuente: Instituto Tecnológico de Massachusetts, artículo técnico: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.adj9591
