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Un análisis genético permite detectar tumores cancerígenos

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Un análisis genético completo de las células cancerosas de una muestra de sangre podría ayudar a los médicos a detectar tumores.
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Un análisis genético completo de las células cancerosas de una muestra de sangre podría ayudar a los médicos a detectar tumores. También permite controlar los tratamientos de manera más eficaz. En este sentido, Max Wicha, profesor de Oncología en la Universidad de Michigan, recuerda que “este podría ser un juego de pelota completamente diferente”.

De hecho, las técnicas anteriores significaban una compensación entre un perfil genético completo de un subconjunto limitado de células cancerosas, o la captura de la mayoría de las células cancerosas y solo la posibilidad de buscar algunos genes. Como resultado, los perfiles genéticos, a menudo, descuidaron poblaciones importantes de células cancerosas, incluidas las células que se cree que propagan el cáncer en el cuerpo.

Por otro lado, Euisik Yoon, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias informáticas de la Universidad de Michigan, reconoce que “nuestro chip permite capturar células tumorales circulantes puras.  Luego extraer información genética sin contaminación de los glóbulos rojos y blancos”.

Células tumorales

Muchos medicamentos modernos contra el cáncer funcionan al atacar las células que tiene ciertos genes en juego. Se trata de genes que marcan su identidad como células cancerosas. Sin embargo, estos genes no son uniformemente activos en la población de células cancerosas de un paciente y pueden cambiar a lo largo del tratamiento.

Las biopsias repetidas para controlar el tumor son dolorosas y peligrosas para el paciente. Por eso, la captura de células cancerosas a partir de muestras de sangre ofrece una forma no invasiva de observar si el cáncer está desapareciendo o si se está volviendo resistente al tratamiento.  Max Wicha señala que le permite “no solo seleccionar terapias dirigidas. También permite monitorear los efectos de estas terapias en los pacientes al realizar este análisis de sangre”.

Método

El equipo recolectó y analizó 666 células cancerosas de la sangre de 21 pacientes con cáncer de mama. El análisis genético confirmó que incluso dentro de un solo paciente, las células cancerosas a menudo se comportan de manera muy diferente. La investigación ha demostrado que la metástasis del cáncer está mediada por células cancerosas que tienen las propiedades de las células madre. Aunque las células madre del cáncer constituyen solo un pequeño porcentaje de las células de un tumor, constituyen una mayor proporción de las células cancerosas en el torrente sanguíneo. En este estudio, aproximadamente entre el 30 y el 50% de las células cancerosas capturadas de las muestras de sangre mostraron propiedades similares a los tallos.

Esta población es fácil de pasar por alto con técnicas que capturan muestras limpias pero incompletas de células cancerosas de la sangre del paciente al agarrar proteínas de la superficie de las células. De hecho, las células similares a tallos se encuentran en un espectro entre 2 tipos de células más típicas, lo que significa que no muestran marcadores de proteínas consistentes.

Tecnología

Para obtener un conjunto limpio e imparcial de células cancerosas de un vial de sangre, el equipo comenzó con una técnica que extrae las células sanguíneas al clasificar la muestra de sangre según el tamaño de la célula. Comenzando con aproximadamente una célula cancerosa en 1000 millones de células sanguíneas, este paso dejó solo alrededor de 95 células sanguíneas por cada célula cancerosa. No obstante, todavía está demasiado contaminado para un análisis genético detallado.

Es un chip con un sistema de canales y cámaras. Atrapa las células cancerosas de una al extraer el fluido a través de un drenaje en cada cámara, que se obstruye cuando llega una célula cancerosa. Una vez que se conecta la cámara, las celdas en el canal la pasan y son aspiradas a la siguiente cámara. Luego, para lavar las células sanguíneas del chip, pasaron líquido limpio hacia atrás a través del chip. Asimismo, lo extrajeron nuevamente, arrastrando casi todo el resto de las células contaminantes.

Resultados

Con una muestra limpia de células cancerosas aisladas, el equipo realizó los perfiles genéticos. Persiguieron los transcriptomas de las células, básicamente, instantáneas de qué ADN estaba siendo leído y usado por cada célula. Esto reveló los genes activos de las células. Asimismo, capturaron los transcriptomas con perlas con código de barras, un método que hasta ahora era difícil de usar con muestras de células pequeñas. El equipo colocó una cuenta con código de barras en cada cámara y luego las cerró antes de destruir las membranas celulares. Esto liberó el ARN, los pequeños fragmentos de código genético que se leyeron recientemente del ADN de la célula, de modo que el ARN se unió al código genético con código de barras en la cuenta. El equipo podría entonces analizar los contenidos de cada celda por separado.

“Antes, podíamos medir 2 o 3 genes a la vez con métodos de tinción. Sin embargo, ahora obtenemos una imagen completa de las células tumorales circulantes al medir miles de genes en cada célula a la vez”, reseña Yu-Chih, científico de la Universidad de Michigan. Además, Monika Burness, profesora asistente de medicina interna de esta universidad, incide en que espera utilizar el nuevo dispositivo para realizar un seguimiento del progreso de los pacientes en un próximo ensayo de medicamentos. “Es una herramienta muy poderosa para monitorear, a nivel celular, lo que un tratamiento hace a los tumores a lo largo del tiempo”.