ANN ARBOR– Científicos de la Universidad de Michigan han desarrollado un método que podría ayudar a detectar más de 100 diferentes tipos de cáncer con una única prueba de sangre.

Aunque podrían pasar años antes de que la tecnología esté disponible para el uso clínico de rutina, los científicos dicen que el nuevo método podría abrir la puerta a una única prueba de sangre de bajo costo.

“Esto podría conducir a tecnología que permitiría la detección temprana en las personas en riesgo de desarrollar cáncer, la detección temprana de recurrencias en sobrevivientes de cáncer, y también mejor y más temprana evaluación de cómo las terapias del cáncer están trabajando en los pacientes “, dijo el Dr. Muneesh Tewari, profesor de medicina interna en la Facultad de Medicina de la U-M y profesor asociado de ingeniería biomédica en la Facultad de Ingeniería.

Los tumores cancerígenos sueltan diminutas moléculas genéticas conocidas como microRNAs en la sangre, y los investigadores tienen grandes esperanzas en que su técnica ultrasensible que puede detectar uno solo de estos fragmentos de nanoescala en una mota de fluido.

“Lo que hemos hecho es desarrollar un nuevo paradigma, un nuevo principio para detectar cualquier tipo de ARN en la sangre, “dijo Nils Walter, profesor de química y biofísica en la escuela de Literatura, Ciencias y Artes de Universidad de Michigan.

Walter y Tewari son los autores principales de un estudio sobre el trabajo publicado en Nature Biotechnology.

Encontrando un ‘parpadeo de luciérnagas’ en el ADN

El ARN o ácido ribonucleico, es una clase de molécula cuyos miembros desempeñan un papel importante en la construcción de seres vivos en base a sus planos de ADN. Durante décadas, los científicos pensaban que el ARN fue principalmente un mensajero que transportaba información genética del ADN a los sitios donde las células hacen que las moléculas de proteínas que esencialmente llevan a cabo las instrucciones codificadas en nuestros genes.

Pero cuando los científicos terminaron la secuenciación del genoma humano alrededor del 2003, se enteraron de que el 90 por ciento de los que contiene instrucciones para hacer ARN. Y la mayoría de que el ARN no es el tipo mensajero que ayuda a que las proteínas.

“El campo de la bioquímica tiene unos 100 años de edad”, dijo Walter. “Y durante un largo tiempo, nos centramos en las proteínas. Es como si hubieramos estado  estudiando las cosas equivocadas”.

“El ARN es profundamente importante para la comprensión y la manipulación de la vida de los mamíferos y humanos, y sin embargo, es sin duda el material genético menos estudiado en las células de mamíferos. Estamos justo en el comienzo de los grandes descubrimientos de sus funciones.”

Las moléculas microARN, por ejemplo, son filamentos cortos que pueden unirse al ARN mensajero, interceptando el envío de trozos de código genético y previniendo su puesta en acción o expresión. Existen más de mil variedades en nuestros cuerpos.

Ellos controlan directa o indirectamente prácticamente los principales procesos de la vida, dicen los investigadores. Tener demasiado poco o demasiado de un microARN particular puede impulsar el crecimiento de un tumor.

Las células cancerosas son descendientes de células sanas así que también tienen microARN. Las diminutas hebras de material genético se han detectado en la sangre antes (aunque no de manera muy eficiente) y los científicos tienen varias hipótesis de cómo llegaron allí.

Pueden haber ser liberadas cuando una célula cancerosa muere y se descompone. Y las células, incluyendo las cancerosas, pueden comunicarse entre sí a través de microRNAs que envían en el torrente sanguíneo para actuar como hormonas.

Los microRNAs transmitidos por la sangre serían las balizas de cáncer que esta nueva técnica podría detectar de manera eficiente en los pacientes, según los investigadores.

En sus experimentos, los científicos recubrieron un portaobjetos de vidrio con moléculas llamadas “sondas de captura” que se apegarían a microRNAs en su vecindad. Luego, en diferentes ensayos, dejaron caer muestras de soluciones que contenían cinco microRNAs diferentes. En un caso, la solución que llevó a los microRNAs era suero de sangre humana — el componente fluido sin células sanguíneas.

Para ver si el ARN había sido capturado por una de las sondas, usaron un tercer tipo de moléculas –cadenas de ADN fluorescente que se enlaza con el microARN y emite luz cuando lo hace. Sólo secuencias específicas de ADN se unen a ARN particulares, por lo que mediante la variación de la disposición de las unidades básicas que forman el ADN, los investigadores diseñaron hebras que se adjuntan a los diferentes microRNAs.

Lo que hace que su método único es que el ADN y el ARN se conectan tan débilmente no se quedan atascados. Las cadenas de ADN se adhieren a y se desprenden del ARN en ritmos particulares. Cuando los investigadores observan esto a través de un microscopio de fluorescencia de alta sensibilidad, se ve como un parpadeo de luciérnagas.

Entonces los científicos pueden confirmar la captura de diferentes microRNAs basados en la tasa del “parpadeo”. Aunque los microRNAs han sido detectados en el suero de la sangre antes, este enfoque es más directo y prácticamente no tiene falsos positivos.

Otros contribuyentes al estudio incluyeron Alexander Johnson-Buck de U-M, el Instituto del Cáncer Dana Farber y Xin Su de la Universidad de Pekín; María Giraldez de la Facultad de Medicina de la U-M; y Meiping Zhao de la Universidad de Pekín.

El trabajo fue financiado en parte por el Departamento de Defensa de Estados Unidos. U-M está en proceso de pedir protección de patentes para la propiedad intelectual y está buscando socios de comercialización para ayudar a llevar la tecnología al mercado.

Nils Walter

Muneesh Tewari

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