MADRID, 7 Feb. (EUROPA PRESS) -
A pesar de los enormes avances de investigación, los métodos de detección de muchas enfermedades siguen siendo engorrosos y costosos, y a menudo descubren la patología sólo en etapas avanzadas, cuando los resultados del paciente pueden ser desalentadores. Una de esas enfermedades es el cáncer de páncreas, que puede no mostrar síntomas obvios en sus primeras etapas, pero desarrollarse de manera agresiva. Según la Sociedad Americana del Cáncer, un 80 por ciento de los afectados con estos tumores mueren dentro de un año tras el diagnóstico.
Ahora, el profesor Tony Hu, investigador en el Centro Virginia G. Piper de Biodiseño para el Diagnóstico Personalizado, en Estados Unidos, y sus colegas han ideado un método para identificar el cáncer pancreático temprano en su desarrollo. Su técnica se basa en la detección sensible de vesículas extracelulares (VE), pequeñas burbujas de material emitidas por la mayoría de las células vivas.
El doctor Hu y sus colegas describen un método para detectar VE derivadas de tumores que llevan una proteína de superficie particular que funciona como un marcador revelador del cáncer de páncreas. La capacidad de detectar con precisión esta proteína, conocida como EphA2, puede permitir que sirva como una señal que podría diagnosticar incluso las primeras etapas del cáncer de páncreas.
"Del cáncer de páncreas necesitamos desesperadamente un biomarcador sanguíneo temprano", dice Hu. En la actualidad, la única cura para el cáncer de páncreas sigue siendo la extirpación quirúrgica del tejido enfermo, pero en muchos casos, esto no es factible debido al grado de propagación del cáncer en el momento del diagnóstico.
"Se ha utilizado otra tecnología para la detección, pero no funciona muy bien debido a la naturaleza de este cáncer. Es realmente difícil captar una señal para el diagnóstico temprano cuando no hay síntomas. No es como el cáncer de mama, donde se puede sentir dolor y se puede comprobar fácilmente una protuberancia anormal", detalla
Esta investigación demuestra ahora que una plataforma que utiliza la interacción entre dos nanopartículas diferentes para detectar VE asociadas a tumores puede discriminar de manera profunda entre muestras de sangre de pacientes con cáncer de páncreas, pancreatitis --una enfermedad que puede compartir síntomas con el cáncer de páncreas-- y sujetos sanos. Además, esta técnica puede ser útil en última instancia para la detección rápida y sensible de una gama de patologías, basándose en sus firmas de VE únicas.
Las VE son liberadas tanto por células eucariotas (incluyendo células humanas) como por células procariotas (como las células bacterianas, que carecen de un núcleo u otros componentes unidos a la membrana) y se asemejan a versiones en miniatura de las células que las producen, aunque carecen de gran parte de la compleja maquinaria de la célula.
Hay una variedad de tipos de VE, que se desarrollan a partir de sus células madre de diferentes maneras. Este estudio examinó una clase de VE conocidas como exosomas, que varían en tamaño en entre 50 y 150 nanómetros. Los exosomas se derivan de los compartimentos unidos a la membrana dentro de la célula (conocidos como endosomas) que finalmente se fusionan con la membrana externa de la célula para liberar exosomas en el espacio extracelular.
Una vez se pensó que eran meros restos de las actividades metabólicas de la célula, pero las VE se reconocen ahora como componentes vitales con responsabilidades lejanas que sólo están empezando a salir a la luz. Las VE forman una red de comunicaciones sutiles y sofisticadas que operan entre células y están altamente conservadas entre especies, lo que sugiere su papel esencial en los procesos vitales.
Entre sus actividades están la transferencia de ácidos nucleicos, proteínas y lípidos que pueden desencadenar en cambios fisiológicos y patológicos, tanto en células madre como en células diana. También juegan papeles cruciales en respuestas inmunes innatas y adaptables.
VESÍCULAS EXTRACELULARES, MUY NUMEROSAS EN VARIAS PATOLOGÍAS
La investigación ha demostrado que las VE circulantes están significativamente elevados en una serie de enfermedades y parecen desempeñar un papel importante en el desarrollo y la progresión de ciertos tipos de cáncer, incluyendo el de páncreas. Una función aparente de las VE derivadas de tumores, una vez que salen de su célula madre, es migrar a otros tejidos y modificar su entorno para crear un ambiente (nicho) favorable para la invasión y la metástasis.
Al igual que los pioneros en un nuevo continente, las VE pueden allanar el camino para que las células de cáncer sigan su paso. También hay evidencia de que los exosomas derivados de tumores pueden ayudar a las células tumorales a desarrollar resistencia a los fármacos mediante la exportación de medicamentos antitumorales o la neutralización de fármacos basados en anticuerpos.
Las VE pueden servir como un medio útil para evaluar la carga de cáncer y la respuesta al tratamiento, ya que los niveles de VE derivadas de tumores en las muestras de sangre del paciente deben aumentar con la masa tumoral y disminuir con la respuesta favorable a las terapias contra el cáncer, y ofrecer un rápido método no quirúrgico para examinar los cambios en el estado de la patología de un paciente.
Identificar proteínas VE asociadas a tumores, como EphA2, y entender mejor la función de VE en el desarrollo de tumores y metástasis puede abrir un nuevo capítulo en el diagnóstico de cáncer y el seguimiento del tratamiento. Dado que los casos de cáncer de páncreas se caracterizan a menudo por altas tasas de resistencia a la terapia, se necesita urgentemente un mejor seguimiento del tratamiento para que puedan modificarse rápidamente las terapias personalizadas para mejorar los resultados individuales de los pacientes.
Además, comprender mejor los factores específicos que controlan las acciones de las VE para promover el desarrollo del cáncer y la metástasis puede llevar al descubrimiento de nuevos objetivos mecánicos para los tratamientos contra el cáncer que permitan terapias personalizadas.
Las VE se han aislado de una amplia variedad de tipos celulares y fluidos biológicos (saliva, orina, sangre, leche materna y fluidos seminal, amniótico, nasal y de lavado bronquial) lo que las convierte en candidatas altamente atractivas para el desarrollo de biomarcadores en una variedad de trastornos.
Sin embargo, el desafío crítico ha sido separar las VE relacionadas con la enfermedad de la diversa gama de otras VE que circulan en los fluidos corporales. Los investigadores carecen de métodos simples para el análisis de VE, que generalmente requiere largos procedimientos de aislamiento y purificación que no son apropiados para un entorno clínico, además de que no existían hasta ahora biomarcadores capaces de distinguir con precisión las VE derivadas de tumores.
Para abordar estas deficiencias, el nuevo método se basa en una técnica rápida con nanopartículas que puede identificar rápidamente las VE derivadas de tumores con una preparación mínima. Para ello, se diluyen pequeñas muestras de sangre (alrededor de 1 microlitro, menos volumen que las encontradas en una sola gota de lágrima), y se colocan en un chip sensor recubierto con anticuerpos contra una proteína de membrana de VE.
Las VE enlazadas al chip por este anticuerpo se mezclan con nanopartículas recubiertas con anticuerpos --una nanoesfera verde y una nanorod roja-- que reconocen una segunda proteína de membrana VE y el marcador de cáncer de páncreas EphA2. Sólo las VE derivadas del cáncer de páncreas unen ambas nanopartículas y su contacto cercano en estas VE causa un efecto de acoplamiento que cambia el color y eleva notablemente la intensidad de su luz refractada, generando una señal que es fácilmente visible cuando se ve con un microscopio de campo oscuro.
