Nanosensores biológicos para la detección precoz del cáncer

La sangre contiene proteínas secretadas por tumores, muchas aún por descubrir, cuya detección en los análisis de sangre será crucial para el diagnóstico precoz del cáncer y para su tratamiento personalizado.

Ahora un trabajo internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) propone emplear unos nanosensores biológicos capaces de detectar biomarcadores de cáncer, y que ofrecen una sensibilidad muy superior a los métodos actuales y una margen de error mucho menor. El estudio se publica en la revista Nature Nanotechnology.

“En este trabajo, fusionamos dos conceptos: nanomecánica y nanoóptica. El marcador tumoral es atrapado en la superficie de microtrampolines de silicio y posteriormente por nanoparticulas de oro. Tanto el microtrampolín como la nanoparticula tienen en su superficie anticuerpos que muy selectivamente se adhieren al marcador, y por lo tanto actúan como nuestro perro rastreador”, explica el científico del CSIC Javier Tamayo, del Instituto de Microelectrónica de Madrid, quien ha liderado el estudio al frente del grupo de Bionanomecánica, en un comunicado de dicha institución.

“El paso final es sencillo” –añade Tamayo–, “si el marcador tumoral está en la sangre, quedará “registrado” mediante la presencia de nanonpartículas de oro en el trampolín miniaturizado. La frecuencia a la que oscila el trampolín cambia debido a la masa de las nanopartículas (como un columpio cuando hay una persona, oscila más lento). Además las nanoparticulas cambian el color del microtrampolín, y ese cambio de color es muy sencillo de medir”.

Demostración del concepto

El concepto se demuestra con dos biomarcadores de cáncer: el antígeno carcinoembrionario (CEA) y el antígeno prostático específico (PSA), según detallan los investigadores.

Estos dos antígenos se emplean actualmente en uso clínico para el diagnóstico, seguimiento y pronóstico de cáncer de colon y cáncer de próstata, respectivamente.

Se consigue un límite de detección de 10 millones de veces más sensible que los métodos actuales en análisis clínicos. Más importante incluso: la tasa de error es ultrabaja, de 2 errores de cada 10. 000 ensayos, indica el investigador.

“El método presentado es sencillo y asequible, y por lo tanto se puede implementar en los sistemas de salud”, añade Tamayo. El siguiente paso es hacer ensayos clínicos con pacientes y con biomarcadores no establecidos de última generación, concluye.

Más detección nanométrica del cáncer

El pasado mes de mayo, un equipo de bioingenieros de la Universidad Tor Vergata de Roma y de la Universidad de Montreal, en Canadá, crearon también una herramienta microscópica que detecta los cambios químicos causados por las células cancerígenas, y reacciona a ellos.

En concreto, señala dichos cambios para que puedan ser detectados. Se trata de ciertas variaciones en el PH de nuestro organismo que pueden indicar la presencia de células tumorales en él, pero que son tan pequeñas que no se pueden detectar.

Los investigadores italianos y canadienses esperan que con esta nueva herramienta se puedan hacer diagnósticos más afinados; pero también suministrar fármacos de manera ajustada.

Referencia bibliográfica:

P.M. Kosaka, V. Pini, J.J. Ruz, R. A. da Silva, M. Ujue-González, D. Ramos, M. Calleja y J. Tamayo. Ultrasensitive detection of cancer biomarkers in serum by hybrid mechanical and optoplasmonic nanosensor. Nature Nanotechnology (2014). DOI: 10.1038/nnano.2014.250.