MADRID, 15 Mar. (EUROPA PRESS) -
Los investigadores han desarrollado una nueva etiqueta fluorescente que ofrece una imagen más clara de cómo se altera la arquitectura del ADN en las células cancerosas. Los hallazgos podrían mejorar el diagnóstico del cáncer para los pacientes y la clasificación del riesgo de cáncer futuro.
El estudio, que se publica en la revista 'Science Advances', ha descubierto que el tinte de unión al ADN funciona bien en muestras de tejido clínico procesadas y genera imágenes de alta calidad mediante microscopía de fluorescencia de superresolución.
"Mi laboratorio se centra en el desarrollo de técnicas de microscopía para visualizar lo invisible", afirma el autor principal, el doctor Yang Liu, profesor asociado de medicina y bioingeniería de la Universidad de Pittsburgh, en Estados Unidos.
"Somos uno de los primeros grupos en explorar las capacidades de la microscopía de superresolución en el ámbito clínico --añade--. Anteriormente, mejoramos su rendimiento y solidez para el análisis de muestras clínicas de cáncer. Ahora, tenemos un tinte de ADN que es fácil de usar, lo que resuelve otro gran problema para llevar esta tecnología a la atención de los pacientes".
En el interior del núcleo de la célula, las hebras de ADN se enrollan alrededor de las proteínas como cuentas en un hilo. Los patólogos utilizan habitualmente microscopios de luz tradicionales para visualizar la alteración de este complejo ADN-proteína, o cromatina, como marcador de cáncer o de lesiones precancerosas.
"Aunque sabemos que la cromatina se modifica a escala molecular durante el desarrollo del cáncer, no hemos sido capaces de ver claramente cuáles son esos cambios. Esto me ha preocupado durante más de 10 años --señala Liu, que también es miembro del Centro Oncológico Hillman del UPMC--. Para mejorar el diagnóstico del cáncer, necesitamos herramientas para visualizar la estructura nuclear con una resolución mucho mayor".
En 2014, la invención de la microscopía de fluorescencia de superresolución, galardonada con el Premio Nobel, fue un paso importante para hacer realidad la visión de Liu. Una molécula de interés se etiqueta con un tinte fluorescente especial que se enciende y apaga como una estrella parpadeante.
A diferencia de la microscopía de fluorescencia tradicional, que utiliza etiquetas que brillan constantemente, este método consiste en encender sólo un subconjunto de etiquetas en cada momento. Cuando se superponen varias imágenes, se puede reconstruir la imagen completa, con una resolución mucho mayor de la que era posible hasta ahora.
Hasta ahora, el problema era que los tintes fluorescentes no funcionaban bien en el ADN o en muestras clínicas de cáncer procesadas. Así que Liu y su equipo formularon una nueva etiqueta llamada Hoechst-Cy5 combinando la molécula de unión al ADN Cy5 y un colorante fluorescente llamado Hoechst con propiedades de parpadeo ideales para la microscopía de superresolución.
Tras demostrar que la nueva etiqueta producía imágenes de mayor resolución que otros colorantes, los investigadores compararon tejido colorrectal de lesiones normales, precancerosas y cancerosas. En las células normales, la cromatina está densamente empaquetada, especialmente en los bordes del núcleo. El ADN condensado brilla intensamente porque una mayor densidad de etiquetas emite una señal más fuerte, mientras que la cromatina poco empaquetada produce una señal más tenue.
Las imágenes muestran que, a medida que el cáncer avanza, la cromatina se vuelve menos densa y la estructura compacta del borde nuclear se ve gravemente alterada.
Aunque estos resultados indican que la nueva etiqueta puede distinguir el tejido normal de las lesiones precancerosas y cancerosas, Liu señala que es poco probable que la microscopía de superresolución sustituya a los microscopios tradicionales para estos diagnósticos clínicos de rutina. En cambio, esta tecnología podría brillar en la estratificación del riesgo.
"Las lesiones en fase inicial pueden tener resultados clínicos muy diferentes --subraya Liu--. Algunas personas desarrollan el cáncer muy rápidamente, y otras permanecen en la fase precursora durante mucho tiempo. Estratificar el riesgo de cáncer es un reto importante en la prevención del cáncer".
Para ver si la estructura de la cromatina podía dar pistas sobre el futuro riesgo de cáncer, Liu y su equipo evaluaron a pacientes con síndrome de Lynch, una enfermedad hereditaria que aumenta el riesgo de varios tipos de cáncer, incluido el de colon. Examinaron el tejido colorrectal no canceroso de personas sanas sin síndrome de Lynch y de pacientes de Lynch con o sin antecedentes personales de cáncer.
Las diferencias fueron sorprendentes. En los pacientes de Lynch que habían padecido previamente un cáncer de colon, la cromatina estaba mucho menos condensada que en las muestras sanas, lo que sugiere que la alteración de la cromatina podría ser un signo temprano del desarrollo del cáncer, incluso en tejidos que parecen completamente normales para los patólogos.
En el caso de los pacientes de Lynch sin antecedentes personales de cáncer, algunos desarrollarán cáncer, mientras que otros no.
"Vemos una dispersión mucho mayor en este grupo, lo cual es muy interesante --resalta Liu--. Algunos pacientes se asemejan a los controles sanos, y otros son más parecidos a los pacientes de Lynch que han tenido cáncer previamente".
"Creemos que los pacientes con más cromatina abierta son los que tienen más probabilidades de desarrollar cáncer --prosigue--. Tenemos que hacer un seguimiento de estos pacientes a lo largo del tiempo para medir los resultados, pero nos entusiasma que la alteración de la cromatina en las células normales pueda predecir potencialmente el riesgo de cáncer".
En futuros trabajos, Liu y su equipo están interesados en examinar la estructura de la cromatina en el tejido endometrial de las pacientes de Lynch, que también presentan un riesgo elevado de cáncer de endometrio. Los investigadores también recibieron recientemente financiación para examinar muestras de esputo de fumadores para la detección precoz del cáncer de pulmón.
