Investigación en ciencia médica
Persiguiendo el avance en medicina se desarrollan diferentes lineas de investigación. Algunas con el tiempo quizás logren progresos sustanciales que favorezcan a la mayoría de la población. El artículo que se expone a continuación (comentado en Genética Médica de mayo del 2018) podría ser una de esas líneas exitosas. De momento es solo un comienzo prometedor en el campo de la investigación. Os aconsejo su lectura. Es interesante.
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Un tatuaje biomédico que actúa
como lunar artificial podría detectar varios tipos de cáncer
Amparo Tolosa, Genética Médica News
Biología sintética al servicio de la medicina.
Investigadores de la Universidad de Zurich han desarrollado un tatuaje con
células modificadas genéticamente que detecta la presencia de ciertos tipos de
cáncer antes del diagnóstico convencional.
Montaje representativo de cómo sería el tatuaje
biomédico en una persona. Imagen: ETZ Zurich.
La detección temprana del cáncer es una de las
acciones con mayor potencial para mejorar el pronóstico del cáncer. Permite
iniciar antes un tratamiento y proporciona mayor espacio de acción para los
profesionales médicos. Existe por tanto un gran interés en desarrollar métodos
y técnicas que permitan detectar el cáncer lo antes posible. Especialmente,
antes de que se manifiesten los síntomas o el cáncer se propague por el
organismo.
El tatuaje desarrollado en la Universidad de
Zurich consiste en un implante de células modificadas
genéticamente para expresar una proteína capaz de detectar y estimar
los niveles de calcio en la circulación sanguínea. El calcio es una molécula
vital para el organismo que participa en múltiples funciones y procesos
celulares y es necesaria para la formación de diversas estructuras del cuerpo.
Los niveles de calcio están estrechamente regulados nuestro organismo y cualquier
incremento o descenso es corregido en cuestión de minutos por diferentes
mecanismos de regulación.
Diversos tipos de cáncer, como el cáncer de mama,
de colon, de próstata, de pulmón o de riñón, tienen la propiedad de alterar el
equilibrio de calcio y aumentar sus niveles en sangre hasta provocar
hipercalcemia. Por esta razón, los investigadores decidieron evaluar la
eficacia de utilizar un sensor sintético de calcio para detectar de forma
temprana la presencia del cáncer.
Estructura molecular del sensor de calcio que
expresan las células del tatuaje biomédico para detectar los niveles de calcio.
Imagen: RCSB 5fbk visualizada con QuteMol.
El equipo desarrolló un tatuaje biomédicoformado
por células que incluyen dos modificaciones esenciales para su función. En
primer lugar, estas células expresan de forma ectópica el receptor
CaSR, una de las proteínas que intervienen en la regulación de los niveles de
calcio, que actúa como sensor de esta molécula. Mediante este CaSR,
optimizado por los investigadores en el tatuaje, las células son capaces de
recibir información sobre los niveles de calcio en sangre. En segundo lugar,
para que se visualice la detección, las células llevan incorporado otro
gen que se activa únicamente cuando los niveles de calcio superan cierto límite
y lleva a la producción de melanina, pigmento de color oscuro responsable
del color de la piel, o del pelo. Así, cuando los niveles de calcio son
elevados en sangre son detectados por CaSR y en el interior de las células del
tatuaje biomédico empieza a producirse melanina, que puede ser visualizada a
simple vista.
El trabajo del equipo, publicado en Science
Translational Medicine, muestra que la producción de melanina por
parte de las células modificadas puede verse directamente al
implantarse en piel de cerdo, similar a la humana. Respecto al cáncer, el
tatuaje ha sido evaluado únicamente en ratón, con resultados muy prometedores.
Mediante los implantes de células modificadas para detectar el calcio el
equipo ha podido detectar la presencia de células tumorales hipercalcémicas de
cáncer de mama o colon introducidas en ratones. Además, el sistema es
estable y no muestra sensibilidad a fluctuaciones en los niveles de calcio de
corta duración.
Los resultados del prototipo inicial apuntan a un
gran potencial para la detección temprana de aquellos cánceres en los que se
produce hipercalcemia. Sin duda, la principal ventaja del tatuaje sería la
posibilidad de detectar el cáncer antes de que se manifiesten sus síntomas.
Además, ofrece como ventaja adicional que podría ser la propia persona
con el implante la que monitorizara los resultados del implante. Y si la
observación del implante puede causar estrés al portador, los investigadores
incluso ofrecen la posibilidad de que se modifique el sistema para que
únicamente sea visible el resultado al exponer el tatuaje a una luz roja y sea
un profesional médico el que lleve a cabo la revisión.
Por otra parte, tatuajes biomédicos como el
desarrollado por los investigadores podrían ser utilizados en el contexto de
otras enfermedades. Para ello bastaría con modificar los componentes del
sistema, especialmente la molécula que es detectada como biomarcador de la
enfermedad.
A pesar de los prometedores resultados todavía es
temprano para hablar de ensayos clínicos para testar la eficacia del tatuaje
biomédico. El grupo de investigación responsable del proyecto es demasiado
pequeño para hacer frente al gasto que supondría trasladar y probar el sistema
a humanos. Por esta razón, los responsables hablan de un plazo mínimo de
10 años antes de poder llevar a cabo un ensayo a mayor escala.
Investigación original: Tatanova A, et al. Synthetic biology-based
cellular biomedical tattoo for detection of hypercalcemia associated with
cancer. Sci Transl Med. 2018. Doi: http://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.aap8562
Fuente: An artificial mole as an early warning sign. https://www.ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2018/04/artificial-mole-as-early-warning-sign.html
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