Enlace Judío – Científicos del Instituto Weizmann de Ciencias desarrollaron un nuevo método de múltiples parámétros que podría llevar a un análisis de sangre para diagnosticar el cáncer con una precisión sin precedentes. El nuevo estudio se publicó este jueves en la revista Nature Biotechnology.
“Muchos de los métodos convencionales disponibles hoy en día para detectar el cáncer son invasivos y desagradables”, explica la Dra. Efrat Shema, del Departamento de Inmunología y Biología Regenerativa de Weizmann.
El diagnóstico del cáncer mediante biopsias líquidas podrían ser una alternativa atractiva a las muestras de biopsia mediante aguja, endoscopia o cirugía que son dolorosas y a veces arriesgadas, así como a la resonancia magnética o la tomografía, que requieren equipos costosos y voluminosos que no están disponibles en todo el mundo. “Al eliminar las molestias, las personas tendrían menos probabilidades de evitar someterse a pruebas y más probabilidades de que el cáncer se detecte antes”, asegura Vadim Fedyuk, quien dirigió el estudio junto con su compañero de posgrado Nir Erez.
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“Algunos de los subproductos de la destrucción celular, como el ADN y las proteínas del cáncer, se vierten en el torrente sanguíneo, y sabemos cómo recogerlos y analizarlos”, afirma Shema.
Ya existen varios estudios de sangre para detectar el cáncer en fases avanzadas de desarrollo, pero la mayoría tienen inconvenientes que pueden limitar su uso. Cuando se desarrollaron las primeras pruebas sanguíneas, se buscaban signos genéticos de cáncer, o mutaciones, pero estas pueden ser difíciles de localizar porque los segmentos mutados constituyen solo una pequeña fracción del ADN que circula libremente. Además, estas mutaciones no siempre conducen al cáncer y pueden estar presentes también en personas sanas.
Actualmente, los métodos de biopsia líquida se basan en la epigenética. Es decir, en las modificaciones del genoma de la célula que no implican mutaciones en el ADN; por ejemplo, etiquetas químicas que se adhieren a la molécula de ADN y alteran la expresión de los genes. Estos enfoques también han encontrado obstáculos, ya sea porque requieren cantidades excesivas de sangre o porque buscan un único cambio epigenético que no puede dar resultados suficientemente confiables.
En el nuevo estudio, Shema replantea este análisis epigenético a partir de una pequeña muestra de sangre para evaluar múltiples parámetros. Para ello se basó en un método de obtención de imágenes de moléculas individuales que había desarrollado durante su estudio de posdoctorado en la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard y el Instituto Broad. El método permite lograr un mapeo epigenético preciso con una cantidad muy pequeña de sangre, utilizando un microscopio fluorescente para observar las marcas epigenéticas en los nucleosomas, trozos de ADN envueltos en “bobinas” de proteínas. Estos pueden desprenderse en el torrente sanguíneo como trozos de restos flotantes cuando las células se destruyen. Shema sugirió que millones de nucleosomas que se encuentran en la sangre podrían analizarse para detectar el cáncer.
Utilizando el método de imagen molecular de Shema, Fedyuk, Erez y sus colegas compararon los nucleosomas de la sangre de 30 sujetos sanos con los de 60 pacientes con diferentes fases de cáncer colorrectal. Descubrieron que los nucleosomas de ambos grupos se caracterizaban por patrones de diferente marcado epigenético. Este análisis abarcó seis modificaciones epigenéticas diferentes relacionadas con el cáncer, así como una variedad de otros indicadores de la enfermedad, incluyendo segmentos de proteínas de tumores muertos, que no pueden ser detectados por las tecnologías convencionales.
A continuación, en colaboración con el profesor Gai Ron, del Instituto de Física de la Universidad Hebrea de Jerusalén, los científicos combinaron sus hallazgos sobre la biología molecular del cáncer con algoritmos de inteligencia artificial, y aplicaron el aprendizaje automático a los conjuntos de datos obtenidos de ambos grupos. El análisis se realizó sobre todos estos marcadores de cáncer, así como sobre las combinaciones y relaciones entre ellos. Para asegurarse de que sus hallazgos no se limitan al cáncer colorrectal, los científicos compararon los nucleosomas sanguíneos de voluntarios sanos con los de 10 pacientes con cáncer de páncreas.
“Nuestro algoritmo pudo establecer la diferencia entre ambos grupos con un 92% de precisión”, afirma Shema. La nueva tecnología se denomina EPINUC: “Epigenética de nucleosomas aislados en plasma”.
Si estas conclusiones son respaldadas por estudios con un mayor número de participantes, podrían llevar a un análisis de sangre de múltiples parámetros para detectar y diagnosticar el cáncer utilizando menos de 1 milímetro de sangre.
“Hemos logrado una prueba de concepto satisfactoria de nuestro método, que ahora debe confirmarse en ensayos clínicos. En el futuro, nuestro método de múltiples parámétros podría servir para diagnosticar no solo varios tipos de cáncer, sino también otras enfermedades que dejan huellas en la sangre, como trastornos autoinmunes o enfermedades cardíacas“, concluye Shema.
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