Desarrollan una nueva prueba para detectar células de cáncer metastásico en la sangre.
Los tumores cancerosos son enemigos formidables, reclutando vasos sanguíneos para ayudar a su crecimiento voraz, dañando los tejidos cercanos y desplegando numerosas estrategias para evadir los sistemas de defensa del cuerpo. Pero aún más malignas son las células tumorales circulantes (CTC) que liberan los tumores, que viajan sigilosamente a través del torrente sanguíneo y toman residencia en otras partes del cuerpo, un proceso conocido como metástasis.
Aunque peligroso, su presencia también es un indicador valioso de la etapa de la enfermedad de un paciente, haciendo de los CTC un nuevo enfoque atractivo para el diagnóstico del cáncer. Desafortunadamente, encontrar un puñado de CTC entre los trillones de células sanguíneas sanas en el cuerpo humano es como jugar al último juego de agujas en un pajar: los CTC pueden componer tan sólo una de cada diez mil de las células en la sangre de un paciente con cáncer. Esto se hace aún más difícil por la falta de agentes de captura de CTC de amplio espectro, ya que los anticuerpos más comúnmente utilizados no reconocen muchos tipos de células cancerosas.
Para abordar este problema, un grupo de investigadores del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard ha adaptado una proteína de opsonina de sangre humana conocida como FcMBL, que originalmente se desarrolló como un agente de captura de patógenos de amplio espectro, para dirigirse a los CTC en su lugar. Utilizando perlas magnéticas recubiertas con FcMBL, fueron capaces de capturar más del 90% de siete tipos diferentes de células cancerosas. "Hemos sido capaces de aislar rápidamente los CTC tanto in vitro como de sangre, incluyendo algunos que no están limitados por las actuales tecnologías estándar de CTC-targeting", dice Michael Super, Jefe de Científicos del Wyss Institute y co- Autor del artículo. "Esta nueva técnica podría ser útil en el diagnóstico del cáncer", agrega. La tecnología se describe en Advanced Biosystems.
Los sistemas actuales de diagnóstico de CTC utilizan con frecuencia un marcador de células cancerosas, la molécula de adhesión de células epiteliales (EpCAM), que se expresa altamente en la superficie de las células tumorales. Sin embargo, la expresión de EpCAM en las células cancerosas disminuye cuando las células tumorales se transforman en CTCs, irónicamente haciendo que las pruebas basadas en EpCAM sean menos útiles precisamente cuando es más crucial saber que el cáncer de un paciente tiene metástasis.
La tecnología de captura del Instituto Wyss aprovecha una proteína que se encuentra naturalmente en el cuerpo, la lectina de unión a manosa (MBL), que reconoce y se une a los carbohidratos presentes en las superficies de bacterias y otros patógenos, marcándolos para su destrucción por el sistema inmunológico. Las células humanas sanas tienen diferentes patrones de carbohidratos y son inmunes a la MBL, pero muchas células cancerosas tienen carbohidratos aberrantes que son similares a los encontrados en los patógenos y, por lo tanto, son vulnerables a la unión a la MBL.
El equipo desarrolló previamente una versión genéticamente modificada de MBL en la que la porción de unión se fusiona a un fragmento Fc de anticuerpo (FcMBL) para estabilizar la molécula. Los estudios anteriores mostraron que cuando las perlas magnéticas pequeñas se recubren con FcMBL y se añaden a diversos patógenos, las perlas recubiertas con FcMBL se fijan a las superficies de estas células, de modo que cuando se aplica un campo magnético se mueven juntos hacia el imán.
Para evaluar si este sistema podría dirigirse específicamente a los CTC, los investigadores implantaron células de cáncer de mama humano marcadas con fluorescencia en ratones, dejaron que los tumores se desarrollaran durante 28 días y luego probaron la sangre para determinar el número de CTC presentes. A continuación, mezclaron la sangre con perlas recubiertas con FcMBL y retiraron las perlas de la suspensión con un imán. "Es improbable que las perlas recubiertas de FcMBL se unan a células normales y, por lo tanto, cuando medimos el movimiento de las células cancerosas frente a las células normales, las células cancerosas se movían mucho más rápido porque estaban siendo arrastradas al imán por las cuentas", explica el primer autor Joo Kang, quien fue un Fellow de Desarrollo Tecnológico en el Instituto Wyss al completar este estudio y ahora es Profesor Asistente en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan. La concentración de CTC presentes en la sangre también se redujo en más del 93%, lo que demuestra que FcMBL puede capturar efectivamente CTCs en la sangre, incluso después de haber sufrido las transiciones que reducen la expresión de EpCAM.
El equipo, entonces, probó su sistema contra seis tipos adicionales de células de cáncer, incluyendo el cáncer de pulmón de células no pequeñas humanas, carcinoma de pulmón y glioblastoma. Las perlas recubiertas de FcMBL capturaron los seis tipos de células tumorales con una eficacia de más del 90% -que es comparable a los métodos de selección de EpCAM- y también fueron capaces de capturar dos tipos que no están unidos exitosamente por anticuerpos anti-EpCAM (carcinoma de pulmón y glioblastoma ). "Nuestros resultados sugieren que aunque el marcador EpCAM puede ser útil para algunos tumores, se vuelve menos y menos útil con el tiempo mientras la expresión de epCAM disminuye y la célula se convierte en metastásica", dice Super. "Nuestro sistema FcMBL puede utilizarse como una alternativa a los diagnósticos basados en EpCAM, o como un método de seguimiento una vez que EpCAM deja de ser expresado".
Los investigadores esperan continuar sus estudios para determinar exactamente qué moléculas de carbohidratos FcMBL está dirigido a CTCs, lo que podría mejorar aún más la especificidad y la eficacia de la captura. "La tecnología FcMBL opsonin ya ha demostrado ser un agente de captura de patógenos de espectro extremadamente amplio", dice el autor principal del estudio y el Director Fundador de Wyss, Donald Ingber, quien también es el Profesor Judah Folkman de Biología Vascular en Harvard Medical School (HMS) y el Programa de Biología Vascular en el Boston Children's Hospital. "Esta nueva constatación de que tiene similar actividad de enlace de amplio espectro para muchos tipos diferentes de células cancerosas circulantes es igualmente emocionante, y una vez más demuestra el poder de aprovechar los principios de diseño biológico al desarrollar nuevas innovaciones médicas", concluye.
