Tecnología acústica para detectar ADN tumoral en la sangre
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés) es un método de amplificación de ADN que puede producir millones de copias a partir de una muestra de ADN. Fue desarrollada originalmente en la década de los ochenta del siglo pasado por Kary Banks Mullis, galardonado con el Premio Nobel de Química en 1993, y revolucionó la biología molecular. Esta técnica abrió un nuevo mundo para los estudios de ADN, y es ya un método de referencia para la mayoría de las pruebas genéticas. De hecho, contribuyó de forma significativa al Proyecto Genoma Humano. Hoy en día, la PCR digital en gotas (ddPCR, por sus siglas en inglés) es la tecnología ideal en cuanto a sensibilidad, si bien tiene un coste prohibitivo de cara a su implementación masiva en laboratorios de diagnóstico. Las alternativas, como la secuenciación de Sanger y el sistema Cobas de PCR, son más asequibles pero tienen una sensibilidad considerablemente menor que la de la ddPCR.
Un sensor acústico para detectar ADN
El proyecto CATCH-U-DNA, financiado con fondos europeos, se propuso resolver estos escollos mediante un método simple y altamente específico de amplificación y cuantificación de ADN. «Nuestro objetivo fue desarrollar un método ultrasensible para detectar ADN tumoral circulante en biopsias líquidas de pacientes con cáncer», explica la coordinadora del proyecto, Electra Gizeli. Para ello, los investigadores del proyecto crearon una prueba de PCR específica de alelo (AS-PCR, por sus siglas en inglés) altamente sensible que amplifica de forma selectiva mutaciones diana en genes implicados en el melanoma, el cáncer colorrectal y el cáncer de pulmón. El ADN amplificado se une a un nuevo biosensor ultrasensible que da lugar a la unión de liposomas. Como resultado se crea una alteración en la energía acústica y se genera una señal proporcional al ADN inmovilizado. La plataforma CATCH-U-DNA permite detectar simultáneamente hasta veinticuatro dianas de ADN en menos de dos horas. Su sensibilidad supera todos los métodos de PCR cuantitativos disponibles en el mercado y es mucho más barata que la ddPCR. Además, en comparación con otras matrices de ADN o plataformas de biosensores empleadas generalmente en la detección de ADN, la tecnología acústica permite el procesamiento de muestras no purificadas y evita tener que calentar la muestra. En colaboración con el Departamento de Oncología de la Universidad de Creta (Grecia), el método de CATCH-U-DNA permitió detectar con éxito las mutaciones cancerosas BRAF V600E y KRAS G12D en muestras de tejido fijadas con formalina y embebidas en parafina, así como en muestras de plasma sanguíneo, de pacientes con neoplasias de pulmón, cáncer colorrectal y melanomas. La plataforma logró detectar una sola molécula de ADN con la mutación puntual BRAF V600E en lo que supone un exceso de 10 000 veces el alelo de tipo natural, lo que supone una sensibilidad del 99,99 %.
Aplicación de la plataforma CATCH-U-DNA en biopsias líquidas
Según la Organización Mundial de la Salud, el cáncer es la segunda causa principal de muerte en todo el mundo. Dado que se prevé que aumente su incidencia a causa del envejecimiento poblacional, existe una necesidad inminente de contar con métodos de diagnóstico rápido mejores. La detección de ADN tumoral en la sangre periférica a través de biopsias líquidas es un método prometedor, no invasivo y superior a otros métodos estándar, como biopsias de tejido sólido, ecografías y resonancias magnéticas. «Mediante un análisis de sangre sencillo, las biopsias líquidas permiten identificar el ADN liberado de las células cancerosas y proporcionan una amplia gama de información sobre el tumor», indica Gizeli. La plataforma CATCH-U-DNA simplificará el proceso y aumentará tanto la sensibilidad como la rentabilidad. Logrará además que la medicina personalizada esté más cerca de su aplicación práctica. De cara al futuro, se prevé que su comercialización corra a cargo de uno de los miembros del proyecto, AWSensors (España), responsable del desarrollo de la nueva plataforma acústica y la matriz de sensores. Se espera que la plataforma encuentre aplicaciones tanto en la investigación de laboratorio como en el sector clínico.
Palabras clave
CATCH-U-DNA, AS-PCR, biopsias de tejido líquido, ADN tumoral, tecnología acústica, biosensor de ADN
