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Diseñan un implante artificial como sistema de alerta precoz de cáncer

Miércoles 25 Abril, 2018 en  Ciencia y Tecnología

Muchos de los afectados son diagnosticados solo después de que el tumor se ha desarrollado extensamente, lo que, a menudo, reduce la posibilidad de recuperación de manera significativa.

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(Médico interactivo) Junto con la enfermedad cardiovascular, el cáncer se ha convertido en la principal causa de muerte en los países industrializados.

Muchos de los afectados son diagnosticados solo después de que el tumor se ha desarrollado extensamente, lo que, a menudo, reduce la posibilidad de recuperación de manera significativa: la tasa de curación para el cáncer de próstata es del 32 por ciento y solo del 11 por ciento para el cáncer de colon.

La capacidad de detectar dichos tumores de manera fiable y precoz no solo salvaría vidas, sino que también reduciría la necesidad de un tratamiento costoso y estresante.

Investigadores que trabajan con Martin Fussenegger, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas en ETH Zurich, en Basilea, Suiza, han presentado una posible solución para este problema: una red genética sintética que sirve como un sistema de alerta temprana. Reconoce los cuatro tipos más comunes de cáncer: cáncer de próstata, pulmón, colon y mama, en una etapa muy temprana, es decir, cuando el nivel de calcio en la sangre aumenta debido al tumor en desarrollo.

El sistema de alerta temprana comprende una red genética que los biotecnólogos integran en las células del cuerpo humano, que a su vez se insertan en un implante. Esta red de genes encapsulados se implanta debajo de la piel donde monitoriza constantemente el nivel de calcio en la sangre.

Tan pronto como el nivel de calcio excede un valor umbral particular durante un periodo de tiempo prolongado, se desencadena una cascada de señales que inicia la producción del pigmento bronceador del cuerpo melanina en las células genéticamente modificadas. La piel forma un lunar marrón que es visible a simple vista.

El lunar aparece mucho antes de que el cáncer se vuelva detectable a través del diagnóstico convencional. “Las personas que porten el implante deberían ver a un médico para una evaluación posterior después de que aparezca el lunar”, explica Fussenegger. No es razón para entrar en pánico. “El lunar no significa que la persona probablemente muera pronto”, enfatiza el profesor de ETH. Simplemente significa que se necesita aclararlo y, si es necesario, tratamiento”.

Los niveles de calcio, indicadores de desarrollo de cáncer

Los investigadores utilizaron el calcio como el indicador del desarrollo de los cuatro tipos de cáncer, ya que está regulado fuertemente en el cuerpo. Los huesos sirven como un amortiguador que puede equilibrar las diferencias de concentración. Sin embargo, cuando se detecta demasiado calcio en la sangre, esto puede servir como un signo de uno de los cuatro tipos de cáncer.

“La detección temprana aumenta significativamente la probabilidad de supervivencia”, dice Fussenegger. Por ejemplo, si el cáncer de mama se detecta temprano, la posibilidad de recuperación es del 98 por ciento; sin embargo, si el tumor se diagnostica demasiado tarde, solo una de cada cuatro mujeres tiene buenas posibilidades de recuperación. “Hoy en día, las personas generalmente acuden al médico solo cuando el tumor comienza a causar problemas. Desafortunadamente, en ese punto a menudo es demasiado tarde”, añade.

El implante también tiene una ventaja adicional. “Está destinado principalmente al autocontrol, por lo que es muy rentable”, explica el profesor de ETH. Sin embargo, para aquellos que prefieren no lidiar con el estrés constante, también se puede usar un implante que desarrolle una marca visible solo bajo una luz roja. “Este control regular podría ser llevado a cabo por el médico”, añade. La desventaja es que la vida de servicio de tal implante es limitada, como Fussenegger ha encontrado en la literatura. “Las células vivas encapsuladas duran alrededor de un año, según otros estudios. Después de eso, deben ser inactivadas y reemplazadas”, lamenta.

Hasta ahora, este implante de alerta temprana es un prototipo; el trabajo asociado recientemente publicado en la revista ‘Science Translational Medicine’ es un estudio de viabilidad. Los investigadores han probado su sistema de alerta temprana en un modelo de ratón y en la piel de cerdo. Funcionó de manera fiable durante estas pruebas y los lunares se desarrollaron solo cuando la concentración de calcio alcanzó un nivel alto.

Los científicos con sede en Basilea todavía tienen un largo camino por recorrer antes de que las pruebas en humanos puedan comenzar. “El desarrollo continuo y los ensayos clínicos en particular son laboriosos y caros, que nosotros, como grupo de investigación, no podemos permitirnos”, dice el profesor de ETH. Sin embargo, le gustaría promocionar la traducción de sus desarrollos, para que algún día conduzcan a productos aplicables. Él estima que llevar ese implante de diagnóstico de cáncer a la madurez del mercado llevará al menos diez años de investigación y desarrollo.

El concepto del “tatuaje biomédico”, como describe Fussenegger este nuevo hallazgo, también sería aplicable a otras enfermedades que se desarrollan gradualmente, como las patologías neurodegenerativas y los trastornos hormonales. En principio, los investigadores podrían reemplazar el sensor molecular para medir biomarcadores distintos al calcio.


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