El nuevo chip de diagnóstico permite un seguimiento rápido del tratamiento de tumores cerebrales

El nuevo chip de diagnóstico permite un seguimiento rápido del tratamiento de tumores cerebrales

Un nuevo chip de diagnóstico extrae de la sangre los paquetes liberados por las células tumorales y muestra si las células cancerosas murieron durante la infusión de quimioterapia.

Investigadores de Northwestern Medicine y la Universidad de Michigan han demostrado que la eficacia de la quimioterapia para el cáncer de cerebro, administrada mediante una técnica que abre la barrera hematoencefálica, se puede controlar tomando una muestra de sangre.

La nueva prueba podría ayudar a los pacientes con una forma de cáncer cerebral llamado glioblastoma al informar a los médicos si deben continuar con un medicamento de quimioterapia en particular, cambiarlo o suspender el tratamiento. El estudio fue financiado principalmente por los Institutos Nacionales de Salud.

"En lugar de tener que esperar meses, podemos saber después de una dosis si un tratamiento en particular está funcionando", dijo el neurocirujano de Northwestern Medicine Adam Sonaband, coautor del estudio publicado en Nature Communications. "Esto es enorme para los pacientes con glioblastoma. Podría potencialmente evitar que los pacientes reciban tratamientos ineficaces durante largos períodos de tiempo, evitando así también efectos secundarios innecesarios".

El glioblastoma es una enfermedad frecuentemente mortal: la mayoría de los pacientes mueren en dos años y sólo el 10% de los pacientes siguen vivos después de cinco años. El tumor surge del cerebro y lo invade, por lo que no se puede extirpar por completo. Algunas células cancerosas restantes permanecen después de la cirugía y conducen al desarrollo de nuevos tumores. Y a diferencia de otros tipos de cáncer, la mayoría de los medicamentos de quimioterapia y contra el cáncer no pueden cruzar la barrera hematoencefálica, que protege al cerebro de las toxinas.

Investigadores del Instituto de Tumores Cerebrales Malnati de Northwestern Medicine realizaron un ensayo clínico anterior utilizando SonoCloud-9 de Carthera en Lyon, Francia, un dispositivo de ultrasonido terapéutico que abrió la barrera hematoencefálica durante aproximadamente una hora para permitir la entrada del fármaco de quimioterapia paclitaxel. Este nuevo análisis, que prueba la tecnología de diagnóstico de la Universidad de Michigan, muestra que la apertura de la barrera hematoencefálica también permite que el contenido del tumor se filtre a la sangre. Las muestras de sangre tomadas antes y después de cada tratamiento se pueden utilizar para evaluar qué tan bien está funcionando un tratamiento.

Pequeñas partículas llamadas vesículas extracelulares, liberadas por las células cancerosas, flotan en la sangre del paciente. Estas partículas actúan como sustancias mensajeras y transportan partes específicas de proteínas y material genético tumoral. El gran desafío es descubrir cómo encontrar y extraer sólo aquellas que provienen de células cancerosas y no de otras partes del cuerpo”.

Sunitha Nagrath, profesora Dwight F. Benton de Ingeniería Química en la UM y coautora del estudio

El equipo de Michigan encontró una manera de capturar vesículas y partículas extracelulares (EVP) de las células cancerosas utilizando un lípido o molécula de grasa específica, que se encuentra comúnmente en la superficie del exosoma. Al aislarlas de muestras de plasma sanguíneo pasadas por su GlioExoChip, las extracciones de sangre se convierten en "biopsias líquidas".

"Las células utilizan vesículas y partículas extracelulares para comunicarse, y las EVP pueden usarse indebidamente para la progresión de la enfermedad. Es emocionante ser parte de esta tecnología que puede utilizar con éxito las EVP para monitorear la respuesta al tratamiento en tumores", dijo Abha Kumari, Ph.D. estudiante de ingeniería química en la UM y co-primer autor del estudio.

Las EVP de las células que mueren durante el tratamiento son más fáciles de capturar porque el lípido utilizado para capturar las EVP es más abundante. Entonces, el equipo contó las vesículas extracelulares que provenían de los tumores antes y después de cada tratamiento y calculó una proporción dividiendo el recuento posterior a la quimioterapia por el recuento previo a la quimioterapia. Si esta proporción aumentaba con cada sesión de quimioterapia, el tratamiento era exitoso. Si el valor permanecía sin cambios o disminuía, el tratamiento finalmente se consideraba infructuoso.

"La apertura de la barrera hematoencefálica permite medir las vesículas derivadas de tumores en la sangre, proporcionando una señal de biopsia líquida clínicamente significativa", dijo Mark Youngblood, residente de neurocirugía de Northwestern Medicine y coprimer autor del estudio. "El GlioExoChip proporciona una manera rápida y mínimamente invasiva de monitorear la respuesta al tratamiento en una enfermedad donde las resonancias magnéticas a menudo producen resultados engañosos".

A continuación, los investigadores validarán sus resultados con otras terapias para el glioblastoma y continuarán estudiando la utilidad de detectar vesículas extracelulares para evaluar el tratamiento de otros cánceres.

Este estudio recibió apoyo adicional del Lou and Jean Malnati Brain Tumor Institute del Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center, la Moceri Family Foundation, el UM Forbes Institute for Cancer Discovery, el Departamento de Defensa de EE. UU., la American Brain Tumor Association, Tap Cancer Out y la Focused Ultrasound Foundation. Carthera, el fabricante del dispositivo SonoCloud-9, un dispositivo en investigación que aún no ha sido aprobado fuera de ensayos clínicos, proporcionó apoyo en especie.

Los investigadores de Carthera también contribuyeron a este estudio.

El dispositivo fue construido en las instalaciones de nanofabricación de Lurie. El estudio se realizó con la ayuda del Centro de Caracterización de Materiales de Michigan, el Instituto Nanotechnicum de Biointerfaces y el Fondo de Recursos de Proteómica.

El equipo ha solicitado protección de patente con el apoyo de UM Innovation Partnerships y está buscando socios para llevar la tecnología al mercado.

Fuentes: