Desarrollan unos sensores inhalables que podrían detectar el cáncer de pulmón en 20 minutos

El cáncer de pulmón es un cáncer que se forma en los tejidos del pulmón, generalmente en las células que recubren los conductos de aire. Según un informe de la Sociedad Española de Oncología Médica, el cáncer de pulmón es el tercer cáncer más diagnosticado en España con alrededor de 30.000 casos en el último año. Además, es el responsable del mayor número de muertes por cáncer, alcanzando casi un 20%.

Los médicos utilizan muchas pruebas para diagnosticarlo y determinar si ha invadido otros órganos. Sin embargo, la clave para tratarlo con eficacia es la detección precoz. Por ello, siguiendo esta línea, investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han desarrollado una nueva tecnología para diagnosticarlo de pulmón de forma rápida, temprana y eficaz.

El nuevo diagnóstico se basa en nanosensores que pueden administrarse mediante un inhalador o un nebulizador. Si los sensores encuentran proteínas relacionadas con el cáncer en los pulmones, producen una señal que se acumula en la orina, que puede analizarse con una simple tira reactiva de papel. Este nuevo enfoque permitiría reemplazar o complementar el estándar actual para diagnosticar el cáncer de pulmón, la tomografía computarizada (TC). Según los investigadores, esto podría tener un impacto especialmente significativo en los países de ingresos bajos y medios que no tienen una disponibilidad generalizada de escáneres de TC.

“En todo el mundo, el cáncer es cada vez más frecuente, sobre todo en los países de ingresos bajos y medios. La epidemiología del cáncer de pulmón a nivel mundial, además, está impulsado por la contaminación y el tabaquismo, por lo que sabemos que la accesibilidad a este tipo de tecnología podría tener un gran impacto”, explica Sangeeta Bhatia, profesora de ciencias de la salud y tecnología y de ingeniería eléctrica e informática del MIT.

Partículas inhalables

Los sensores consisten en nanopartículas de polímero recubiertas con un indicador, como un código de barras de ADN, que se divide de la partícula cuando el sensor encuentra enzimas llamadas proteasas. Las células humanas pueden expresar cientos de proteasas diferentes y algunas de ellas son hiperactivas en los tumores. Cuando las nanopartículas detectan estas enzimas se dividen los códigos de barras de los sensores, se acumulan en la orina y se excretan del cuerpo para obtener los resultados.

Los investigadores diseñaron una tira radioactiva para detectar hasta cuatro códigos de barras de ADN diferentes, cada uno de los cuales indica la presencia de una proteasa diferente. Los resultados se pueden leer en tan solo 20 minutos después de obtener la muestra.

Diagnóstico preciso

Para probar este nuevo método de diagnóstico, los investigadores utilizaron su sistema en ratones genéticamente modificados para desarrollar tumores de pulmón similares a los de humanos. Los sensores se administraron 7,5 semanas después de que los tumores comenzaron a formarse, un momento que probablemente se correlacionaría con el cáncer en etapa uno o dos en humanos.

En su primera serie de experimentos, midieron los niveles de 20 sensores diferentes diseñados para detectar diferentes proteasas. Utilizando un algoritmo de aprendizaje automático para analizar esos resultados, identificaron una combinación de solo cuatro sensores que se predijo que daría resultados de diagnóstico precisos. Luego probaron esa combinación en el modelo de ratón y descubrieron que podía detectar con precisión tumores de pulmón en etapa temprana.

Los investigadores planean analizar muestras de biopsias humanas para ver si los paneles de sensores que están utilizando también funcionarían para detectar cánceres humanos.

---