Una nueva tecnología desarrollada en Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) en Estados Unidos podría permitir que, diagnosticar un cáncer de pulmón, fuese tan fácil como inhalar sensores de nanopartículas y, a continuación, realizar un análisis de orina que revele la presencia de un tumor.

El nuevo diagnóstico se basa en nanosensores que pueden administrarse mediante un inhalador o un nebulizador. Si los sensores encuentran en los pulmones proteínas relacionadas con el cáncer, producen una señal que se acumula en la orina, donde puede detectarse con una simple tira reactiva de papel.

Este método, publicado en un artículo en ´Science Advances´, podría sustituir o complementar la actual prueba de referencia para el diagnóstico del cáncer de pulmón, la tomografía computarizada (TC) de baja dosis. Según los investigadores, podría tener una repercusión especialmente significativa en los países de renta baja y media que no disponen de tomógrafos generalizados.

"En todo el mundo, el cáncer va a ser cada vez más frecuente en los países de ingresos bajos y medios. La epidemiología del cáncer de pulmón a nivel mundial está determinada por la contaminación y el tabaquismo, por lo que sabemos que en estos entornos la accesibilidad a este tipo de tecnología podría tener un gran impacto", ha afirmado 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.

PARTÍCULAS INHALABLES

Para ayudar a diagnosticar el cáncer de pulmón lo antes posible, el Grupo de Trabajo de Servicios Preventivos de EEUU recomienda que los fumadores empedernidos mayores de 50 años se sometan anualmente a un TAC. Sin embargo, no todas las personas de este grupo objetivo se someten a estos escáneres, y la elevada tasa de falsos positivos de las exploraciones puede dar lugar a pruebas innecesarias e invasivas.

Bhatia ha dedicado la última década a desarrollar nanosensores para su uso en el diagnóstico del cáncer y otras enfermedades, y en este estudio, ella y sus colegas exploraron la posibilidad de utilizarlos como una alternativa más accesible al cribado por TAC del cáncer de pulmón.

Estos sensores consisten en nanopartículas poliméricas recubiertas de un informador, como un código de barras de ADN, que se separa de la partícula cuando el sensor se encuentra con unas enzimas llamadas proteasas, que suelen ser hiperactivas en los tumores. Estos informadores acaban acumulándose en la orina y son eliminados del organismo.

Las versiones anteriores de los sensores, dirigidos a otras localizaciones del cáncer como el hígado y los ovarios, estaban diseñadas para administrarse por vía intravenosa. Para el diagnóstico del cáncer de pulmón, los investigadores querían crear una versión que pudiera inhalarse, lo que facilitaría su implantación en entornos con menos recursos.

"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", ha explicado el investigador científico del MIT, Qian Zhong.

Para lograrlo, los investigadores crearon dos formulaciones de sus partículas: una solución que puede aerosolizarse y administrarse con un nebulizador, y un polvo seco que puede administrarse con un inhalador.

Una vez que las partículas llegan a los pulmones, son absorbidas por el tejido, donde se encuentran con las proteasas que puedan estar presentes. Las células humanas pueden expresar cientos de proteasas diferentes, y algunas de ellas son hiperactivas en los tumores, donde ayudan a las células cancerosas a escapar de sus ubicaciones originales cortando las proteínas de la matriz extracelular. Estas proteasas cancerosas escinden los códigos de barras de ADN de los sensores, lo que permite que los códigos de barras circulen por el torrente sanguíneo hasta que se excretan por la orina.

PARA ZONAS DE ESCASOS RECURSOS

En las versiones anteriores de esta tecnología, los investigadores utilizaban la espectrometría de masas para analizar la muestra de orina y detectar los códigos de barras de ADN. Sin embargo, la espectrometría de masas requiere un equipo que puede no estar disponible en zonas de escasos recursos, por lo que para esta versión los investigadores crearon un ensayo de flujo lateral, que permite detectar los códigos de barras utilizando una tira reactiva de papel.

Los investigadores diseñaron la tira para detectar hasta cuatro códigos de barras 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.

"Queríamos que este ensayo estuviera disponible en el punto de atención en un entorno de bajos recursos, así que la idea era no procesar la muestra, no hacer ninguna amplificación, simplemente poder poner la muestra directamente en el papel y leerla en 20 minutos", ha indicado Bhatia.