Un grupo dirigido por investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón ha desarrollado una tecnología para capturar y liberar ADN libre de células (cfDNA) en superficies de nanocables de la orina. Al extraer este ADN, pudieron detectar con éxito la mutación IDH1, una mutación genética característica de los gliomas, un tipo de tumor cerebral. Sus hallazgos aumentan la efectividad de las pruebas de detección de cáncer usando orina. Publicaron sus resultados en la revista Biosensors and Bioelectronics.
Los tumores cerebrales a menudo se examinan solo después de la aparición de síntomas, como parálisis de las extremidades. Pero incluso cuando se detectan, a menudo están tan avanzados que es difícil extirparlos mediante cirugía. Entre estos tumores, algunos de los más mortales son los gliomas. Estos tumores tienen un tiempo de supervivencia promedio tan bajo como 12 a 18 meses. Por lo tanto, para que el paciente tenga posibilidades de supervivencia, es necesaria la detección temprana.
Como muchos pacientes tienen exámenes físicos de rutina en los que dan muestras de orina, estas muestras podrían usarse de manera efectiva para buscar evidencia de tumores cerebrales. Una característica de los tumores cerebrales es la presencia de cfDNA, que son pequeñas partículas de ADN liberadas a medida que el tumor rejuvenece sus células y elimina las viejas dañadas. Por lo general, los macrófagos eliminan el cfDNA del huésped, pero en el caso de las células cancerosas, las células se dividen tan rápido que queda un exceso de cfDNA, que se excreta en la orina.
« La detección de estas células como una forma no invasiva de detectar cáncer ha sido aprobada por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. del grupo de investigación, dijo. « Sin embargo, un cuello de botella importante es la falta de técnicas para aislar cfDNA de manera eficiente de la orina, ya que el cfDNA excretado puede ser corto, fragmentado y de baja concentración ».
Para superar este problema, un equipo formado por el profesor Takao Yasui, el profesor Yoshinobu Baba y la investigadora Hiromi Takahashi de la Escuela de Graduados de Ingeniería, junto con el profesor Atsushi Natsume de los Institutos de Innovación para la Sociedad del Futuro de la Universidad de Nagoya, en colaboración con el profesor Takeshi Yanagida de la Universidad de Tokio y el profesor asociado Sakon Rahong del Instituto de Tecnología Ladkrabang de King Mongkut, Tailandia, utilizaron un método de captura y liberación en superficies de nanocables de óxido de zinc (ZnO) para capturar cfDNA y vesículas extracelulares de gliomas.
Se eligió ZnO porque las moléculas de agua se adsorben en la superficie de los nanocables de ZnO. Estas moléculas de agua luego forman enlaces de hidrógeno con cualquier cfDNA en la muestra de orina. Luego, el cfDNA unido se puede lavar, lo que permite a los investigadores aislar trazas de él en una muestra.
Su técnica fue un éxito rotundo. « Tuvimos éxito en aislar cfDNA urinario, lo cual fue excepcionalmente difícil con los métodos convencionales », dijo Yasui. « Aunque en un experimento anterior, demostramos que nuestro nanocable podía capturar vesículas extracelulares de cáncer, que también encontramos en esta muestra; lo sorprendente fue la captura de cfDNA usando una técnica similar. Cuando extrajimos el cfDNA, detectamos la mutación IDH1, que es una mutación genética característica que se encuentra en los gliomas. Esto fue emocionante para nosotros, ya que este es el primer informe de la detección de la mutación IDH1 en una muestra de orina tan pequeña como 0,5 ml ».
« Esta investigación supera las deficiencias de los métodos utilizados actualmente mediante el uso de técnicas químicas, biológicas, médicas y nanotecnológicas para proporcionar un método de vanguardia para el uso clínico de cfDNA urinario, especialmente como una herramienta analítica para facilitar el diagnóstico temprano de cáncer. » Yasui dijo. « Aunque probamos gliomas, este método abre nuevas posibilidades para la detección de mutaciones tumorales. Si conocemos el tipo de mutación que debemos buscar, podemos aplicar fácilmente nuestra técnica para detectar otros tipos de tumores, especialmente la detección de aquellos que no se pueden detectar ». aislado por métodos convencionales ».