Los investigadores han desarrollado un análisis de sangre altamente sensible que puede detectar una proteína clave producida por las células cancerosas.

La prueba es prometedora para la detección temprana del cáncer, informan los investigadores.

La mayoría de los cánceres se vuelven mortales si se mantienen en secreto y no causan síntomas hasta que están demasiado avanzados para tratarlos. Los cánceres de ovario y gastroesofágico se encuentran entre los más notorios por esta progresión astuta de la enfermedad, que a menudo conduce a diagnósticos en etapas tardías.

A diferencia de muchas pruebas de cáncer que tienen un alcance limitado, son costosas o dependen de muestras invasivas de tejido, el nuevo método es un detector de múltiples cánceres de bajo costo que puede detectar la presencia de la proteína reveladora, conocida como LINE-1-ORF1p. , en una pequeña cantidad de sangre en menos de dos horas.

"El ensayo tiene un potencial innovador como prueba de diagnóstico temprano de cánceres letales", dice Michael P. Rout, jefe del Laboratorio de Biología Celular y Estructural de la Universidad Rockefeller. "Este tipo de instrumentos de detección ultrasensibles están preparados para mejorar los resultados de los pacientes de manera transformadora".

Detección de biomarcadores de cáncer

La detección de biomarcadores del cáncer es un campo joven y en crecimiento. Existen varios biomarcadores de este tipo, pero pueden presentar inconvenientes. Algunos requieren biopsias quirúrgicas. Otros se emplean sólo después de la aparición de los síntomas, lo que puede ser demasiado tarde para una intervención eficaz. La mayoría son proteínas humanas normales que varían de persona a persona, lo que hace que un valor único sea difícil de interpretar. Y muchos están dirigidos a un cáncer específico, lo que reduce su alcance.

Pero recientemente puede haber surgido un nuevo biomarcador importante para una detección más temprana. Esa proteína, conocida como LINE-1 ORF1p, entró en el radar de los investigadores hace aproximadamente una década. LINE-1 es un retrotransposón, un elemento similar a un virus presente en cada célula humana que se replica mediante un mecanismo de copiar y pegar, lo que da como resultado una nueva copia en una nueva posición en el genoma. ORF1p es una proteína que se produce en niveles elevados en el cáncer.

"Los transposones normalmente se expresan en el esperma y el óvulo y durante la embriogénesis, por lo que hay algunas circunstancias en las que se produce una expresión no patobiológica de los transposones", dice el coautor John LaCava, profesor asociado de investigación que se especializa en la investigación de LINE-1. "Pero por lo demás, estos 'genes saltarines' son silenciados dentro del genoma, porque su actividad crea estrés e insultos en la célula".

La mayor parte del tiempo, el cuerpo mantiene a LINE-1 bajo control.

"Existen capas de mecanismos que impiden que LINE-1 se exprese y produzca ORF1p, por lo que podemos utilizar la presencia de la proteína como indicador de una célula enferma que ya no tiene control sobre su transcriptoma", dice LaCava. "No deberías encontrar ORF1p en el torrente sanguíneo de una persona sana".

En los últimos cinco años, dice, "ha quedado muy claro que estas proteínas se elevan mucho en la mayoría de los cánceres", incluidos muchos de los cánceres más comunes y letales de esófago, colon, pulmón, mama, próstata, ovarios, útero, páncreas, cabeza y cuello.

Debido a que las células del carcinoma producen ORF1p desde el inicio de la enfermedad, los investigadores han buscado durante mucho tiempo una prueba sensible y precisa para detectar ORF1p lo antes posible. La capacidad de detectarlo en pacientes antes de que el cáncer tenga la posibilidad de propagarse podría potencialmente salvar vidas.

Nanocuerpos personalizados de llamas

Los investigadores de Rockefeller se asociaron con investigadores principales del Mass General Brigham, el Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard y el Instituto del Cáncer Dana-Farber, junto con otras instituciones asociadas, para diseñar un ensayo rápido y de bajo costo capaz de detectar ORF1p en plasma, que representa más de la mitad del contenido de la sangre humana.

El nuevo estudio utiliza una tecnología de detección basada en una sola molécula conocida como Simoa que fue desarrollada por el coautor David Walt, de Harvard. El equipo de Rockefeller contribuyó con nanocuerpos personalizados derivados y diseñados a partir de llamas para actuar como reactivos de captura que atrapan la proteína ORF1p y como sondas sensibles para detectarla.

"Desarrollamos estos reactivos como parte de nuestra misión de capturar y describir las asociaciones moleculares de ORF1p con otras proteínas en los cánceres colorrectales", dice LaCava. “Sabíamos que la mayoría de los cánceres colorrectales tienen una gran cantidad de proteínas LINE-1, por lo que razonamos que las interacciones que forman podrían estar desregulando las funciones celulares normales de manera que beneficien al cáncer. El aislamiento de las partículas LINE-1 nos permitió observar más de cerca estas interacciones. Más tarde, quedó claro que nuestros colaboradores de Harvard podrían utilizar los mismos reactivos para su ensayo de biomarcadores en desarrollo, por lo que los compartimos”.

Los investigadores descubrieron que el ensayo era muy preciso a la hora de detectar ORF1p en muestras de sangre de pacientes con una variedad de cánceres, incluidos los de ovario, gastroesofágico y colorrectal. Cuesta menos de $3 producirlo y produce resultados rápidos.

"Nos sorprendió lo bien que funcionó esta prueba en todos los tipos de cáncer", dice Martin Taylor, del departamento de patología del Hospital General de Massachusetts y autor principal del estudio en la revista. Descubrimiento del cáncer.

Los investigadores también analizaron el plasma de 400 personas sanas de entre 20 y 90 años que habían donado sangre al Mass General Brigham Biobank; ORF1p fue indetectable en el 97-99% de ellos. De las cinco personas que tenían ORF1p detectable, seis meses después se descubrió que la persona con el nivel más alto tenía cáncer de próstata avanzado.

Respuesta a la terapia contra el cáncer

Otro uso potencial del ensayo es monitorear cómo responde un paciente a la terapia contra el cáncer. Si un tratamiento es eficaz, el nivel de ORF1p en la sangre del paciente debería descender, afirma LaCava. En una parte del estudio, los investigadores estudiaron a 19 pacientes que recibían tratamiento por cáncer gastroesofágico; en las 13 personas que respondieron al tratamiento, los niveles de ORF1p cayeron por debajo del límite de detección del ensayo.

El seguimiento de la proteína podría incorporarse a la atención sanitaria de rutina, afirma LaCava. “Durante un momento saludable de su vida, podría medir sus niveles de ORF1p para establecer una línea de base. Luego, su médico simplemente estará atento a cualquier aumento en los niveles de ORF1p, lo que podría ser indicativo de un cambio en su estado de salud. Si bien puede haber algunas fluctuaciones menores de ORF1p aquí y allá, un pico sería motivo de una investigación más profunda”.

Los resultados del estudio también ilustran el inmenso potencial de los reactivos de nanocuerpos generados mediante el estudio de la interactómica, afirma Rout. La interactómica busca comprender las interacciones dinámicas de los millones de componentes individuales de una célula, en particular sus proteínas y ácidos nucleicos. Estas interacciones forman complejos macromoleculares que transmiten información y controlan los comportamientos celulares. Los cambios patógenos en estas interacciones subyacen a todas las enfermedades.

"Existe una necesidad esencial de herramientas mucho mejores para revelar y diseccionar interactomas que apenas comienza a satisfacerse", dice Rout. “Con ese fin, a menudo colaboramos con otras instituciones en el desarrollo de reactivos como nuestros nanocuerpos derivados de llamas. Los productos resultantes no son meras herramientas de investigación: tienen un enorme potencial en manos de los médicos”.

Fuente: Estudio original