Prueba de orina permitirá diagnóstico del cáncer a bajo costo

Una prueba simple en una tira de orina, con tecnología de nanopartículas, podría ayudar a transformar los programas de detección mundiales contra el cáncer y otras enfermedades.

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA) han desarrollado una prueba de bajo costo, simple, de papel. El análisis, basado en una prueba de orina, el cual funciona como una prueba de embarazo, podría revelar en pocos minutos si una persona tiene cáncer. Este método ha ayudado a detectar las enfermedades infecciosas, y la nueva tecnología podría permitir que algunas enfermedades no transmisibles pudieran ser detectadas utilizando la misma estrategia.

La tecnología, desarrollada por un equipo dirigido por la profesora del MIT Sangeeta Bhatia, se basa en nanopartículas diseñadas para interactuar con proteasas que presentan en cantidades superiores a los normal, de los tumores en crecimiento, donde cada proteasa puede desencadenar la liberación de cientos de biomarcadores moleculares sintéticos que son fácilmente detectables en la orina no procesada, natural, de un paciente. La Prof. Bhatia y sus colegas habían desarrollado la tecnología para amplificar, de esa manera, las “señales” de las metaloproteinasas de matriz (MMP) tumorales, que facilitan la propagación de las células cancerosas desde su sitio original, cortando a través de proteínas de la matriz extracelular, que mantienen las células en su sitio. Las nanopartículas del MIT están recubiertas con péptidos dirigidos contra diferentes MMPs. Las nanopartículas se congregan en los sitios tumorales, donde las MMPs tumorales escinden los péptidos de recubrimiento, los cuales son excretados por la orina.

“Cuando inventamos esta nueva clase de biomarcador sintético, utilizamos la espectrometría de masas para hacer el análisis”, dijo la profesora Bhatia, “Para el mundo en desarrollo, pensamos que sería interesante adaptarla como una prueba de papel que podrían realizar utilizando muestras no procesadas en un entorno rural, sin la necesidad de ningún tipo de equipo especializado. La simple lectura, incluso, se podría transmitir a un cuidador a distancia mediante una foto en un teléfono móvil”. El equipo adaptó las partículas para que pudieran ser analizadas utilizando la tecnología sencilla del ensayo de flujo lateral (LFA), como en las pruebas de embarazo. La detección es mediante un simple inmunoensayo sándwich: las tiras de papel de nitrocelulosa se recubren con anticuerpos contra los péptidos; a medida que los péptidos capturados por los anticuerpo fluyen a lo largo de la tira se exponen a varias líneas de análisis invisibles hechas de otros anticuerpos específicos para diferentes trazadores previamente conectados a los péptidos. Además, la especificidad del anticuerpo de captura permite que las sondas sean multiplexados en vivo y cuantificadas simultáneamente por el ensayo de flujo lateral en papel o por un análisis ELISA.

Esta tecnología se puede modificar fácilmente para detectar múltiples tipos de péptidos liberados por otros tipos o etapas de la enfermedad. “Esta es una tecnología inteligente e inspirada para desarrollar nuevos compuestos exógenos que pueden detectar condiciones clínicas con concentraciones aberrantemente altas de proteasas”, dijo Samuel Sia, profesor asociado de ingeniería biológica en la Universidad de Columbia (quien no participó en la investigación), “La extensión de esta tecnología para la detección mediante pruebas en tiras es un gran salto hacia adelante para llevar su uso a las consultas para pacientes ambulatorios y centros de salud descentralizados”.

“Esta es una idea nueva: crear un biomarcador excretado en lugar de confiar en lo que el cuerpo produce”, dijo la Prof. Bhatia. En modelos de ratón, este método identificó con exactitud tumores sólidos colorrectales, así como la formación de coágulos de sangre por trombosis. Una subvención del Centro Deshpande del MIT para la Innovación Tecnológica ayudará a financiar los ensayos clínicos y a comercializar la tecnología. Probablemente se aplicará primero a las poblaciones de alto riesgo, como las personas que han tenido cáncer anteriormente o a un miembro de la familia con la enfermedad.

La Prof. Bhatia dijo que le gustaría ver que la prueba se pudiese utilizar, con el tiempo, en todas las zonas en desarrollo, pero esa tecnología también podría ser usada, en muchos casos, en las zonas más desarrolladas como una alternativa sencilla y económica o un complemento para diagnósticos más avanzados, más caros. Una prueba de detección, para el cáncer, como ésta, que no usa imágenes, para los puntos de atención, podría realmente transformar las formas como se hacen las cosas”, dijo la Prof. Bhatia. Con la versión actual, los pacientes recibirían inicialmente una inyección de las nanopartículas, para luego orinar sobre la tira de papel de la prueba. El equipo está trabajando ahora en una formulación de nanopartículas que podrían ser implantadas bajo la piel para mayor comodidad y para el seguimiento a largo plazo. El equipo también está trabajando para identificar las firmas de las MMPs que podrían ser explotadas como biomarcadores para otros tipos de cáncer, así como para los tumores que han hecho metástasis.

El ensayo es descrito por Warren et al., antes de impresión el 24 de febrero de 2014 en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

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Massachusetts Institute of Technology