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Tecnología acústica para detectar ADN tumoral en la sangre

Científicos europeos han creado un nuevo biosensor de ADN capaz de detectar ADN tumoral circulante en el suero sanguíneo combinado con una prueba de PCR muy específica de alelo (AS-PCR) en menos de dos horas. La tecnología también detecta mutaciones del cáncer en tejidos, lo que permite la ejecución de biopsias de líquidos y de tejidos en paralelo.

Salud

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un método de amplificación de ADN que puede producir millones de copias de una muestra de ADN. Desarrollada originalmente en la década de los ochenta del siglo pasado por Kary Banks Mullis, galardonado con el Premio Nobel de Química en 1993, la PCR revolucionó la biología molecular. Esta técnica trajo una nueva era para los estudios de ADN, y es ya un estándar «de facto» 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) 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 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. Los investigadores del proyecto crearon para este fin un ensayo de reacción en cadena de la polimerasa específica de alelo (AS-PCR) altamente sensible que amplifica selectivamente las 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 tiene la capacidad de detectar hasta veinticuatro dianas de ADN en paralelo en menos de dos horas. Su sensibilidad supera todos los métodos de PCR cuantitativos disponibles comercialmente 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 CATCH-U-DNA detectó con éxito las mutaciones cancerosas BRAF V600E y KRAS G12D en muestras de tejido y plasma fijadas con formalina y embebidas en parafina de pacientes con neoplasias de pulmón, cáncer colorrectal y melanomas. La plataforma detectó una sola molécula de ADN con la mutación puntual BRAF V600E en lo que supone un exceso de diez mil 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 OMS, 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 identifican el ADN liberado de las células cancerosas y revelan 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

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