La mortalidad por cáncer de pulmón sigue disminuyendo en los países con un elevado índice de desarrollo. Esto se debe, en gran medida, a los avances en herramientas de detección temprana y a la mejora en los tratamientos. Sin embargo, en las regiones de bajos y medianos ingresos se observa una alta mortalidad por este tipo de tumor, que se relaciona directamente con la detección tardía de la enfermedad. En este sentido, investigadores del Massachusetts Institute of Tecnology (MIT), han desarrollado partículas de diagnóstico que pueden aerosolizarse e inhalarse.
“En todo el mundo, el cáncer será cada vez más frecuente en los países de ingresos bajos y medios. La epidemiología del cáncer de pulmón a nivel mundial está impulsada por la contaminación y el tabaquismo, por lo que sabemos que en esos lugares la accesibilidad a este tipo de tecnología podría tener un gran impacto”, señala Sangeeta Bhatia, catedrática John y Dorothy Wilson de Ciencias de la Salud y Tecnología y de Ingeniería Eléctrica e Informática del MIT, y miembro del Instituto Koch de Investigación Integral del Cáncer y del Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT.
El nuevo enfoque desarrollado por el MIT podría sustituir o complementar el actual método de referencia para el diagnóstico de este tumor, la tomografía computarizada (TC) de baja dosis. Algo muy relevante en países de bajos ingresos que no disponen de esta tecnología.
Sensores inhalables
Esta nueva herramienta de diagnóstico se basa en nanosensores que pueden administrarse mediante un inhalador o un nebulizador. Si las nanopartículas detectan en los pulmones proteínas relacionadas con el cáncer, producen una señal que se acumula en la orina donde puede detectarse con una tira reactiva.
Los sensores se basan en nanopartículas poliméricas recubiertas de un informador, como un código de barras de ADN, que se separa de la partícula cuando el sensor encuentra proteasas, que normalmente son hiperactivas en los tumores.
“Cuando desarrollamos esta tecnología, nuestro objetivo era ofrecer un método capaz de detectar el cáncer con una alta especificidad y sensibilidad, y también reducir el umbral de accesibilidad, de modo que pudiéramos mejorar la disparidad de recursos y la desigualdad en la detección precoz del cáncer de pulmón”, indica Qian Zhong, investigador del MIT y uno de los autores de este estudio. Por ello, el equipo desarrolló dos formulaciones: una que puede aerosolizarse y administrarse con un nebulizador; y un polvo seco que puede administrarse con un inhalador.
Por otro lado, los investigadores diseñaron una tira que es capaz de detectar cuatro códigos de barra de ADN diferentes, cada uno de los cuales indica la presencia de una proteasa distinta. No es necesario pretratar ni procesar la muestra de orina y los resultados pueden leerse unos 20 minutos después de obtener la muestra.
Precisión del diagnóstico
Para comprobar la eficacia y precisión del sistema de diagnóstico que habían desarrollado, lo probaron en ratones genéticamente modificados para desarrollar tumores de pulmón. Los sensores se administraron 7,5 semanas después de que empezaran a formarse los tumores, que sería el equivalente al momento que se correspondería con el estadio I o II del cáncer en humanos.
En su primera serie de experimentos con ratones, midieron los niveles de 20 sensores diferentes diseñados para detectar distintas proteasas. Utilizando un algoritmo de aprendizaje automático para analizar esos resultados, los investigadores identificaron una combinación de sólo cuatro sensores que se predijo que daría resultados de diagnóstico precisos. Posteriormente, probaron esa combinación en el modelo de ratón y descubrieron que podía detectar con precisión tumores de pulmón en estadios tempranos. No obstante, para su utilización en humanos es probable que se necesiten más sensores para realizar un diagnóstico preciso, aclaran los investigadores.
En partes del mundo donde el acceso a la tomografía computarizada es limitado, esta tecnología podría suponer una significativa mejora en el cribado del cáncer de pulmón.
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