Biosensores ultrasensibles para la detección del cáncer mediante análisis de sangre
El cáncer colorrectal es el segundo cáncer más común en Europa en lo que respecta a la incidencia y mortalidad. Aunque la detección temprana mejora considerablemente el pronóstico, el cumplimiento de las indicaciones entre la población en general es baja debido a la naturaleza invasiva de la colonoscopia. Para facilitar el diagnóstico temprano del cáncer, el proyecto financiado con fondos europeos ULTRAPLACAD desarrolló una plataforma «in vitro» para la detección de los ácidos nucleicos y los biomarcadores proteicos del cáncer que circulan en sangre. «La idea era multiplicar por mil la sensibilidad de detección de los biomarcadores, dividir por cuatro el coste y reducir el tiempo de análisis hasta una hora», explica el profesor Giuseppe Spoto, coordinador del proyecto de la Universidad de Catania (Italia). El equipo del proyecto estaba formado por trece socios de toda Europa con competencias interdisciplinarias, incluidos pioneros en resonancia de plasmones superficiales. Tecnologías innovadoras Se ha diseñado el dispositivo de ULTRAPLACAD para integrar un circuito microfluídico con chips de materiales nanoestructurados funcionalizados. Este combina imágenes por resonancia de plasmones superficiales mejorada con nanoestructuras (NESPRI, por sus siglas en inglés) e imágenes por espectroscopia de fluorescencia por plasmones (PEFSI, por sus siglas en inglés). Estas dos nuevas tecnologías de detección aportan una detección ultrasensible y reducen la necesidad de realizar modificaciones químicas en las muestras. El diseño del chip, la arquitectura de superficie y la funcionalización química de nanoestructuras facilita la medición simultánea de múltiples marcadores. Se han sintetizado sondas específicas para detectar eficientemente ácidos nucleicos, como las mutaciones Ras y los microARN (miARN). Los chips desechables se fabrican en serie mediante un proceso de fabricación automatizado, lo cual reduce el coste del análisis. Tradicionalmente, la detección de cantidades mínimas de ADN liberadas en los fluidos corporales por las células tumorales requería un paso de preamplificación por reacción en cadena de la polimerasa. La novedad de ULTRAPLACAD estriba en que los análisis de detección no requieren la amplificación enzimática del ADN en las biopsias de líquidos, de forma que se evitan posibles errores. Un lector bimodal para las tecnologías NESPRI y PEFSI hace que el dispositivo de ULTRAPLACAD sea único y mejore aún más el proceso de detección general. Tal y como destaca el doctor Spoto: «La principal ventaja del dispositivo es que puede detectar tanto ácidos nucleicos como proteínas utilizando un único equipo que funciona con chips de un solo uso». El prototipo de ULTRAPLACAD ha sido validado utilizando modelos animales y muestras de pacientes con cáncer colorrectal. Los resultados demuestran que la sensibilidad del dispositivo supera a la de las plataformas de detección convencionales y todo el análisis es más rápido y sencillo. El futuro de ULTRAPLACAD No cabe duda de que la detección combinada de las secuencias de ADN del cáncer y determinados anticuerpos tumorales constituye un método efectivo de detección del cáncer. ULTRAPLACAD ofrece una plataforma única que puede detectar tanto ADN como biomarcadores proteicos del cáncer, de forma que simplifica el proceso de diagnóstico y el seguimiento del paciente. Teniendo en cuenta las opciones de detección del cáncer colorrectal existentes, ULTRAPLACAD ofrece una solución alternativa no invasiva para los pacientes asintomáticos que presentan un riesgo promedio. Como tal, reducirá el número de procedimientos invasivos, recortará gastos sanitarios y mejorará el cumplimiento de los pacientes y la gestión. Aunque la plataforma se fabricó específicamente para el diagnóstico temprano y el pronóstico del cáncer colorrectal, su aplicación puede ampliarse a otros tipos de cáncer. A largo plazo, también se prevé que determine la heterogeneidad molecular de cada tumor, con lo que ayudará a la estratificación de la enfermedad y las terapias personalizadas. De cara al futuro, el profesor Spoto prevé que «el dispositivo ULTRAPLACAD contribuirá a revolucionar el diagnóstico molecular del cáncer y marcará la diferencia en la atención oncológica».
Palabras clave
ULTRAPLACAD, biomarcador, cáncer colorrectal, ADN, anticuerpos tumorales, imágenes por resonancia de plasmones superficiales mejorada con nanoestructuras (NESPRI), imágenes por espectroscopia de fluorescencia por plasmones (PEFSI)
