Científicos crean un dispositivo que identifica con precisión el cáncer en segundos durante la cirugía

"Si usted habla con los pacientes de cáncer después de la cirugía, una de las primeras cosas que muchos dirán es 'espero que el cirujano me haya extirpado todo el cáncer", subraya Livia Schiavinato Eberlin, profesora asistente de Química en UT Austin que diseñó el estudio y encabezó el equipo. "Es simplemente desgarrador cuando eso no es así, pero nuestra tecnología podría mejorar enormemente las probabilidades de que los cirujanos realmente elimine todo rastro de cáncer durante la cirugía", plantea.

El método actual de última generación para diagnosticar cánceres y determinar el límite entre el cáncer y el tejido normal durante la cirugía, denominado análisis de la sección congelada, es lento y a veces inexacto. Cada muestra puede llevar 30 minutos o más para preparar e interpretar por un patólogo, lo que aumenta el riesgo para el paciente de infección y los efectos negativos de la anestesia. Y para algunos tipos de cáncer, la interpretación de la sección congelada puede ser difícil, produciendo resultados poco fiables en hasta 10 a 20 por ciento de los casos.

Sin embargo, en las pruebas sobre tejidos extraídos de 253 pacientes con cáncer, el lápiz MasSpec tardó unos 10 segundos en proporcionar un diagnóstico y fue más del 96 por ciento exacto, según informan sus creadores en un artículo publicado en la edición de este miércoles de la revista 'Science Translational Medicine'. La tecnología también fue capaz de detectar el cáncer en las regiones marginales entre los tejidos normales y de cáncer que presentaron composición celular mixta.

El equipo espera comenzar a probar esta nueva tecnología durante cirugías oncológicas en 2018. "Cada vez podemos ofrecer al paciente una cirugía más precisa, una cirugía más rápida o una cirugía más segura; eso es algo que queremos hacer", dice James Suliburk, jefe de cirugía endocrina del 'Baylor College of Medicine', en Houston, Texas, Estados Unidos, y colaborador del proyecto. "Esta tecnología consigue los tres. Nos permite ser mucho más precisos en qué tejido removemos y lo que dejamos atrás", añade.

A pesar de que maximizar la eliminación del cáncer es fundamental para mejorar la supervivencia del paciente, eliminar demasiado tejido sano también puede tener profundas consecuencias negativas para los pacientes. Por ejemplo, los pacientes con cáncer de mama podrían experimentar un mayor riesgo de efectos secundarios dolorosos y daño nervioso, además de impactos estéticos. Los pacientes con cáncer de tiroides podrían perder la habilidad del habla o la capacidad de regular los niveles de calcio del cuerpo de maneras que son importantes para la función muscular y nerviosa.

Esta investigación fue realizada por un equipo interdisciplinario, fusionando los campos de la química, la ingeniería y la medicina. El equipo de investigadores y UT Austin han presentado solicitudes de patentes en Estados Unidos para la tecnología y ahora están trabajando para obtener patentes en todo el mundo.

Las células vivas, ya sean sanas o cancerosas, producen pequeñas moléculas llamadas metabolitos. Estas moléculas están implicadas en todos los procesos importantes de la vida -como la generación de energía, el crecimiento y la reproducción-, así como otras funciones útiles como la eliminación de toxinas. Cada tipo de cáncer produce un conjunto único de metabolitos y otros biomarcadores que actúan como huellas dactilares.

"Las células cancerosas han descontrolado el metabolismo, ya que están creciendo fuera de control -dice Eberlin-. Debido a que los metabolitos en el cáncer y las células normales son tan diferentes, los extraemos y analizamos con la pluma 'MasSpec' para obtener una huella molecular del tejido. Lo increíble es que a través de este sencillo y suave proceso químico, 'MasSpec' ofrece rápidamente un diagnóstico molecular sin causar daño tisular".

La huella molecular obtenida por 'MasSpec Pen' a partir de una muestra de tejido no caracterizada se evalúa instantáneamente mediante un software, denominado clasificador estadístico, entrenado en una base de datos de huellas moleculares que Eberlin y sus colegas recogieron de 253 muestras de tejido humano. Las muestras incluyeron tejidos normales y cancerosos de mama, pulmón, tiroides y ovario.

Cuando 'MasSpec Pen' completa el análisis, las palabras "Normal" o "Cáncer" aparecen automáticamente en la pantalla del ordenador. Para ciertos tipos de cáncer, como el cáncer de pulmón, también podría ofrecer el nombre de un subtipo. En pruebas realizadas en muestras humanas, el dispositivo fue más del 96 por ciento exacto para el diagnóstico de cáncer.

Los médicos pueden manejar el dispositivo portátil fácilmente, ya que sólo requiere sujetar la pluma contra el tejido del paciente, desencadenar el análisis automatizado con un pedal y esperar unos segundos para obtener un resultado. Mientras tanto, la pluma libera una gota de agua sobre el tejido y pequeñas moléculas emigran al agua y el dispositivo lleva la muestra de agua en un instrumento llamado un espectrómetro de masas, que detecta miles de moléculas como huella molecular.

El proceso también es de bajo impacto para los pacientes. "Al diseñar la pluma 'MasSpec', nos aseguramos de que el tejido permanezca intacto entrando en contacto sólo con agua y la punta de plástico de la pluma 'MasSpec' durante el procedimiento --destaca Zhang--. El resultado es un dispositivo médico biocompatible y automatizado que estamos tan emocionados de llevar a la clínica muy pronto."