Sencilla prueba en papel ofrece diagnóstico temprano del cáncer

Diagnosticar el cáncer en una etapa temprana sigue siendo un desafío clínico significativo, especialmente en entornos con recursos limitados donde el acceso a equipos de prueba avanzados es escaso. Los métodos de detección convencionales suelen tener dificultades para identificar biomarcadores relacionados con el cáncer en bajas concentraciones, especialmente en las primeras etapas de la enfermedad. Ahora, un equipo de ingenieros ha desarrollado un novedoso sensor basado en nanopartículas que puede detectar el cáncer mediante un simple análisis de orina, ofreciendo una solución de diagnóstico potencialmente asequible, accesible y rápida.

El nuevo sistema de diagnóstico desarrollado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA) se basa en nanopartículas diseñadas para responder a enzimas específicas del tumor. Cuando estas partículas alcanzan un tumor, liberan secuencias cortas de ADN, conocidas como "códigos de barras", en el torrente sanguíneo, que luego se excretan en la orina. Estos códigos de barras de ADN pueden analizarse utilizando una tira reactiva en papel, similar a las pruebas caseras de COVID-19, que utilizan la tecnología CRISPR. Aparece una línea oscura cuando se detecta un código de barras específico, lo que indica la presencia de actividad enzimática relacionada con el cáncer. Para proteger los códigos de barras de la degradación en la sangre, los investigadores utilizaron una modificación de fosforotioato, un método que ya se aplica en la estabilización de las vacunas modernas de ARN. Cada código de barras de ADN está unido a una nanopartícula mediante un enlazador escindible que responde a una proteasa específica, enzimas implicadas en la progresión del tumor. Una vez liberado, el código de barras circula y finalmente se excreta en la orina.

Los investigadores utilizaron dos tipos de nanopartículas: una basada en polímeros aprobados por la FDA y otra construida a partir de nanocuerpos (fragmentos de anticuerpos que se dirigen a los tumores). La prueba fue diseñada para multiplexación, lo que significa que puede detectar múltiples actividades enzimáticas en una sola muestra, mejorando tanto la sensibilidad como la especificidad. En una investigación publicada en Nature Nanotechnology, los científicos utilizaron modelos de ratón para demostrar que cinco códigos de barras de ADN podían distinguir con precisión entre tumores originados en los pulmones y cáncer colorrectal que había metastatizado a los pulmones. Además, el equipo diseñó un chip microfluídico capaz de leer hasta 46 códigos de barras de ADN diferentes de una muestra. Estas capacidades sugieren que la prueba podría eventualmente clasificar los tipos de cáncer, monitorear las respuestas al tratamiento y detectar la recurrencia. El objetivo más amplio es hacer que la prueba sea escalable y adecuada para su uso en humanos. Los ensayos clínicos de fase 1 realizados con una versión anterior de las partículas de diagnóstico urinario han demostrado su seguridad en pacientes.

“Intentamos innovar para poner la tecnología a disposición de entornos de bajos y medianos recursos”, afirmó Sangeeta Bhatia, científica del MIT. “Poner este diagnóstico en papel forma parte de nuestro objetivo de democratizar el diagnóstico y crear tecnologías económicas que puedan ofrecer una respuesta rápida en el punto de atención”.