[ad_1]
Gracias a la nueva tecnología desarrollada en el MIT, diagnosticar el cáncer de pulmón pronto podría ser tan fácil como inhalar sensores de nanopartículas y luego realizar un análisis de orina para ver si hay un tumor.
![](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_40624_17047212123472090.jpg)
El novedoso diagnóstico se basa en nanosensores que pueden administrarse mediante nebulizador o inhalador. Cuando los sensores entran en contacto con proteínas relacionadas con el cáncer en los pulmones, producen una señal que se acumula en la orina y puede identificarse con una simple tira reactiva de papel.
La tomografía computarizada (TC) de dosis baja es ahora el estándar de oro para detectar el cáncer de pulmón; Este método podría eventualmente reemplazarlo o mejorarlo. Según los investigadores, el impacto podría ser particularmente notable en los países de ingresos bajos y medios donde los escáneres de TC no están ampliamente disponibles.
A nivel mundial, el cáncer se está volviendo cada vez más común en los países de ingresos bajos y medios. Se cree que la epidemiología del cáncer de pulmón en todo el mundo es causada por la contaminación ambiental y el tabaquismo. Entonces sabemos que estos son entornos donde el acceso a este tipo de tecnología podría tener un gran impacto.
Sangeeta Bhatia, autora principal del estudio y profesora John y Dorothy Wilson de Ciencias y Tecnología de la Salud y de Ingeniería Eléctrica e Informática, Instituto de Tecnología de Massachusetts
El estudio fue publicado en Avances científicosy Bhatia es el autor principal. Los autores principales del estudio son Edward Tan, ex postdoctorado en el MIT, y el investigador Qian Zhong.
Partículas inhalables
El Grupo de Trabajo de Servicios Preventivos de EE. UU. recomienda tomografías computarizadas anuales para fumadores empedernidos mayores de 50 años para ayudar a diagnosticar el cáncer de pulmón lo antes posible. Sin embargo, no todos los miembros de este grupo objetivo se someten a estas exploraciones, y la alta tasa de falsos positivos de las exploraciones podría dar lugar a pruebas intrusivas e innecesarias.
En este estudio, Bhatia y sus colegas examinaron el potencial del uso de nanosensores como un reemplazo más accesible para la detección por TC del cáncer de pulmón. Bhatia ha pasado la última década desarrollando nanosensores para diagnosticar el cáncer y otras enfermedades.
Estos sensores utilizan nanopartículas de polímero recubiertas con un indicador, como un código de barras de ADN. El reportero se libera de la partícula cuando el sensor entra en contacto con proteasas, una enzima que suele ser hiperactiva en los tumores. Estos reporteros finalmente se acumulan en la orina y se excretan del cuerpo.
Las versiones anteriores de los sensores estaban destinadas a la administración intravenosa y apuntaban a otros sitios cancerosos, incluidos el hígado y los ovarios. El objetivo era desarrollar una versión por inhalación para el diagnóstico del cáncer de pulmón que facilitara su uso en entornos de menores recursos.
Cuando desarrollamos esta tecnología, nuestro objetivo era proporcionar un método que pueda detectar el cáncer con alta especificidad y sensibilidad y al mismo tiempo reducir el umbral de accesibilidad para que, con suerte, podamos mejorar la disparidad de recursos y la inequidad en la detección del cáncer de pulmón.
Qian Zhong, investigador principal y científico investigador, Instituto de Tecnología de Massachusetts
Los investigadores desarrollaron dos formulaciones de partículas: un polvo seco que se puede inhalar y una solución en aerosol que se puede administrar mediante un nebulizador.
Cuando las partículas llegan a los pulmones, son absorbidas por el tejido y entran en contacto con las proteasas allí presentes. Las células humanas pueden producir cientos de proteasas diferentes, y algunas de ellas son hiperactivas en los tumores, donde ayudan a las células cancerosas a escapar cortando proteínas de la matriz extracelular.
Estas proteasas maliciosas rompen los códigos de barras de ADN de los sensores y los dejan circular en la circulación hasta que se excretan en la orina.
Las versiones anteriores de esta técnica utilizaban espectrometría de masas para examinar muestras de orina y encontrar códigos de barras de ADN. Sin embargo, la espectrometría de masas requiere equipos que pueden no estar disponibles en lugares con pocos recursos. Por lo tanto, para esta versión, los investigadores desarrollaron un ensayo de flujo lateral que detecta códigos de barras utilizando una tira reactiva de papel.
Los hasta cuatro códigos de barras de ADN diferentes, cada uno de los cuales indica la presencia de una proteasa específica, pueden identificarse mediante el diseño de la tira por parte de los investigadores. La muestra de orina no requiere ningún tratamiento previo ni procesamiento y los resultados se pueden leer 20 minutos después de la recolección de la muestra.
Bhatia añadió: “Realmente hemos presionado para que este ensayo esté disponible en el punto de atención en un entorno de bajos recursos. Entonces, la idea era no procesar ni amplificar la muestra, solo poder poner la muestra directamente en el papel y leerla en 20 minutos.«
Diagnóstico preciso
Utilizando ratones genéticamente modificados para desarrollar tumores de pulmón similares a los de los humanos, los investigadores evaluaron su técnica de diagnóstico. Los sensores se administraron 7,5 semanas después de la primera aparición de los tumores, un período de tiempo probablemente comparable al del cáncer humano en etapa 1 o 2.
En su primera serie de estudios con ratones, los científicos evaluaron las concentraciones de 20 sensores diferentes para identificar diferentes proteasas. Después de analizar los datos utilizando una técnica de aprendizaje automático, los investigadores determinaron que sólo cuatro combinaciones de sensores deberían producir resultados de diagnóstico confiables. Cuando probaron esta combinación en un modelo de ratón, descubrieron que era capaz de detectar correctamente el cáncer de pulmón en etapa temprana.
Es posible que se necesiten más sensores para realizar un diagnóstico preciso. Sin embargo, esto podría lograrse utilizando numerosas tiras de papel, cada una de las cuales reconoce cuatro códigos de barras de ADN separados, dijeron los investigadores.
Los investigadores ahora evaluarán muestras de biopsias humanas para descubrir si los paneles de sensores que utilizaron también pueden detectar tumores humanos. Quieren realizar estudios clínicos en pacientes humanos en el futuro. Sunbird Bio completó previamente los ensayos de fase 1 con un sensor similar desarrollado por el grupo de Bhatia para la detección de cáncer de hígado y esteatohepatitis no alcohólica (NASH).
Dado que los resultados podrían obtenerse en una sola visita, este método podría mejorar significativamente la detección del cáncer de pulmón en regiones del mundo donde el acceso a las tomografías computarizadas es limitado.
“La idea sería que usted venga y luego obtenga una respuesta sobre si necesita una prueba de seguimiento o no, y podríamos incorporar al sistema a pacientes con lesiones tempranas para que puedan recibir cirugía curativa o medicamentos que les salven la vida.“Concluyó Bhatia.
El Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental, el Instituto Médico Howard Hughes, la Iniciativa contra el Cáncer de Pulmón de Johnson & Johnson y la Subvención de Apoyo (básica) del Instituto Koch del Instituto Nacional del Cáncer proporcionaron fondos para el estudio.
Referencia de la revista:
Zhong, Q., et. Alabama. (2023) Plataforma de diagnóstico de orina inhalable en el lugar de atención. Avances científicos. doi:10.1126/sciadv.adj9591.
Fuente: http://web.mit.edu/
[ad_2]