Un dispositivo de diagnóstico inmediato promete una detección más precoz del cáncer de mama
Los ensayos de biopsia líquida inmediata podrían mejorar en gran medida los métodos de diagnóstico tradicionales, con resultados diagnósticos rápidos (en minutos u horas) durante una única visita, lo que aumentaría enormemente las probabilidades de éxito de los tratamientos. Pero unas concentraciones bajas de biomarcadores pueden dificultar la detección del cáncer, mientras que una especificidad deficiente puede impedir la distinción entre material tumoral y anomalías no cancerosas. Además, la falta de protocolos normalizados y de procedimientos de validación da lugar a una variabilidad de los métodos y los resultados, cuya interpretación depende también de conocimientos especializados multidisciplinarios. El equipo del proyecto SERENA, financiado con fondos europeos, ha desarrollado una plataforma de diagnóstico prometedora para la supervisión de los biomarcadores del cáncer de mama triple negativo (TNBC, por sus siglas en inglés), mediante la detección de secuencias de ARN pequeñas y largas en cuestión de minutos con alta sensibilidad y especificidad. «La rapidez, portabilidad y facilidad de uso de nuestro dispositivo lo hacen idóneo para aplicaciones de diagnóstico inmediato, lo que permite a los profesionales sanitarios realizar diagnósticos “in situ” y tomar decisiones inmediatas. Mientras que su módulo de comunicación de campo cercano permite la supervisión de los biomarcadores al instante para lograr unos tratamientos personalizados», señala el coordinador del proyecto SERENA, Arben Merkoçi.
Supervisión de los biomarcadores del TNBC
El equipo de SERENA se centró específicamente en el TNBC, un tipo de cáncer especialmente agresivo y más difícil de tratar, ya que carece de los tres receptores más comunes que se encuentran en otros tipos. Dado el mayor riesgo de muerte en los cinco años siguientes al diagnóstico, la detección precoz es crucial. «Al proporcionar a las mujeres una herramienta de detección precoz atraumática y rentable, pretendemos mejorar las tasas de supervivencia, lo que reduciría la brecha de género en medicina», explica Marianna Rossetti, beneficiaria de una beca de investigación de las Acciones Marie Skłodowska-Curie e investigadora principal. La plataforma de SERENA supervisa varios biomarcadores de ARN no codificante del TNBC: micro-ARN (miARN) con unos veinte a veinticinco nucleótidos y ARN no codificantes más largos (lncARN), que suelen tener más de doscientos nucleótidos. Las moléculas de ARN se consideran actualmente importantes reguladores de diversos procesos biológicos, como el cáncer, y los miARN y los lncARN son prometedores biomarcadores del cáncer debido a sus patrones de expresión desregulados en las células tumorales. En estudios recientes también se destaca su influencia en el proceso de formación de los tumores. «Estas moléculas pueden detectarse en sangre, suero, plasma, orina y saliva, lo que resulta ideal para el diagnóstico y el seguimiento atraumáticos del cáncer basados en biopsias líquidas», añade Merkoçi.
Combinación de técnicas punteras de ADN y nanotecnología
El equipo de SERENA aprovechó las propiedades únicas de los compuestos híbridos de grafeno y nanopartículas para crear electrodos serigrafiados (SPE, por sus siglas en inglés) miniaturizados, montados en un dispositivo electroquímico para su uso en puntos de atención sanitaria. La tecnología láser infrarroja produjo electrodos de óxido de grafeno reducidos para mejorar la sensibilidad y selectividad de la biodetección; cubiertos con nanopartículas de oro para un mejor rendimiento electroquímico. A continuación, esta disposición se fijó a soportes flexibles. Las sondas de ADN —diseñadas para coincidir perfectamente con partes de los miARN o lncARN diana, como una pieza de rompecabezas— se fijaron a los compuestos híbridos de grafeno y nanopartículas. Cuando las moléculas diana están presentes, se unen a las sondas complementarias y formar híbridos, lo que cambia la señal eléctrica e indica la presencia de las moléculas diana. En las pruebas de sensibilidad, selectividad y reproducibilidad se evaluó la respuesta electroquímica de los electrodos en presencia de ácidos nucleicos diana y para establecer los límites de detección, al tiempo que se optimizaban parámetros experimentales como los períodos de tiempo de hibridación y la temperatura. El equipo también evaluó la especificidad de la plataforma probando su respuesta a ácidos nucleicos no diana o sustancias potencialmente interferentes que suelen encontrarse en las muestras biológicas.
Acceso universal a una asistencia sanitaria de calidad
El cáncer de mama es el más diagnosticado en la Unión Europea (UE), con casi 380 000 casos notificados en 2022, lo que pone de manifiesto la urgente necesidad de contar con métodos innovadores como el de SERENA. El dispositivo portátil de SERENA también apoya las ambiciones de la UE de garantizar el acceso universal a una asistencia sanitaria de alta calidad y reducir las desigualdades en salud. A fin de preparar el dispositivo para aplicaciones prácticas, primero habrá que realizar estudios de validación a gran escala en entornos clínicos y entre diversas poblaciones de pacientes. Mientras tanto, en el marco del proyecto financiado con fondos europeos 2D-BioPAD, Rossetti está ayudando ahora a desarrollar una bioplataforma de grafeno flexible para la detección precoz y el seguimiento de la enfermedad de Alzheimer inmediatos.
Palabras clave
SERENA, cáncer de mama, biopsia líquida, ensayo, biomarcador, diagnóstico, ARN, electrodos, nanopartículas, grafeno
