Ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EEUU) han diseñado un nuevo sensor de nanopartículas que podría permitir el diagnóstico precoz del cáncer con un simple análisis de orina. Los sensores, que pueden detectar muchas proteínas cancerosas diferentes, también podrían usarse para distinguir el tipo de tumor o cómo responde al tratamiento, según sus autores.

Estas nanopartículas están diseñadas para que cuando se encuentren con un tumor, desprendan secuencias cortas de ADN que se excretan en la orina. El análisis de estos "códigos de barras" de ADN puede revelar características distintivas del tumor de un paciente en particular, según se desprende del proyecto, cuyos resultados han sido publicados en ´Nature Nanotechnology´.

Los investigadores diseñaron su prueba para que se pueda realizar con una tira de papel, similar a una prueba de COVID-19 en el hogar, que esperan que sea asequible y accesible para la mayor cantidad de pacientes posible.

"Estamos tratando de innovar en un contexto de hacer llegar la tecnología a entornos de bajos y medianos recursos. Poner este diagnóstico en papel es parte de nuestro objetivo de democratizar los diagnósticos y crear tecnologías económicas que puedan brindar una respuesta rápida en el punto de atención", expuso Sangeeta Bhatia, profesora John and Dorothy Wilson de Ciencias y Tecnología de la Salud y de Ingeniería Eléctrica. y Ciencias de la Computación en el MIT y miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer, y del Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT.

Biomarcadores sintéticos

En pruebas en ratones, los investigadores demostraron que podían usar los sensores para detectar la actividad de cinco enzimas diferentes que se expresan en los tumores. También demostraron que su enfoque podría ampliarse para distinguir al menos 46 códigos de barras de ADN diferentes en una sola muestra, utilizando un dispositivo de microfluidos para analizar las muestras.

Este trabajo se basa en el concepto de detección de biomarcadores de cáncer, como proteínas o células tumorales circulantes, en la muestra de sangre de un paciente. Estos biomarcadores naturales son tan raros, según los investigadores, que es casi imposible encontrarlos, especialmente en una etapa temprana, pero los biomarcadores sintéticos se pueden usar para amplificar los cambios a menor escala que ocurren dentro de los tumores pequeños.

Para este estudio, los investigadores utilizaron dos tipos diferentes de nanopartículas: una, una partícula hecha de polímeros que han sido aprobados por la FDA para su uso en humanos, y la otra, un "nanocuerpo", un fragmento de anticuerpo que puede diseñarse para acumularse en un sitio del tumor. Una vez que los sensores se secretan en la orina, la muestra se puede analizar usando una tira de papel que reconoce un indicador que se activa con una enzima CRISPR llamada Cas12a.

Este tipo de prueba podría usarse no solo para detectar el cáncer, sino también para medir cómo responde el tumor de un paciente al tratamiento y si ha reaparecido después del tratamiento. Los investigadores ahora están trabajando en un mayor desarrollo de las partículas con el objetivo de probarlas en humano