Investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú MIPT, el Instituto de Biología Molecular Engelhardt EIMB RAS, el Instituto de Química Bioorgánica IBCh y varios otros centros de investigación rusos han desarrollado un nuevo método para diagnosticar colorrectalcáncer. Los resultados del estudio han sido publicados en medicina del cáncer .
Los científicos han creado un biochip basado en hidrogel para ayudar a detectar el cáncer de intestino, es decir, el cáncer colorrectal CCR. El CCR es el tercer tipo de cáncer más común y se desarrolla con síntomas clínicos mínimos en las primeras etapas. A pesar de los esfuerzos de los médicos, elLa tasa de supervivencia a 5 años no excede el 36%. El tratamiento solo es efectivo y los pacientes solo tienen una buena posibilidad de recuperación si el cáncer se detecta temprano.
Los métodos de diagnóstico que se usan actualmente no son suficientes. Los análisis realizados in vitro tienen baja especificidad y los estudios invasivos como la colonoscopia no solo son traumáticos, sino que tampoco siempre son adecuados para un diagnóstico precoz, ya que no proporcionancuadro completo del desarrollo y distribución del cáncer colorrectal.
El método propuesto por científicos de EIMB RAS, MIPT, el Centro Científico de Cirugía de Rusia, la Universidad Médica Estatal Sechenov First de Moscú, el Instituto de Química Bioorgánica y el Hospital Clínico de la Ciudad de Buyanov se basa en la detección simultánea de varias sustancias en pacientes 'sangre. Estas sustancias son autoanticuerpos contra los glicanos asociados a tumores, que se pueden encontrar en el suero en las primeras etapas del cáncer, inmunoglobulinas de diferentes clases y oncomarcadores moléculas producidas por las células tumorales.
¿Qué?
Los oncomarkers ya se usan ampliamente para detectar cáncer. Sin embargo, la combinación que se usa para detectar CCR antígeno carcinoembrionario CEA con antígeno de carbohidrato CA 19-9 no es lo suficientemente sensible y solo es capaz de detectar 1 de cada 2casos de la enfermedad. Para aumentar la sensibilidad diagnóstica, los investigadores recurrieron a la glicobiología, una ciencia en rápido desarrollo que se centra en las moléculas biológicas más importantes: los glicanos.
Los glucanos más conocidos son amylum, quitina y celulosa. En términos químicos, los glucanos son biopolímeros que consisten en una gran cantidad de monosacáridos la glucosa y la fructosa son ejemplos comúnmente conocidos unidos glucosídicamente por átomos de oxígeno. Además de actuar como nutrientes yLos materiales de construcción para las células, los glucanos son importantes para el contacto entre las células, el crecimiento apropiado de los órganos y mucho más. Las células tumorales tienen glucanos especiales que permiten a los científicos diferenciarlas de las células sanas, y este es el aspecto clave del nuevo estudio.
Para detectar glucanos asociados a tumores, los científicos usan autoanticuerpos. Los anticuerpos son moléculas producidas por el sistema inmunitario para atacar a las células enemigas con alta precisión. Están "afinadas" para interactuar con un objetivo particular. Anticuerpos contra el virus de la gripe, porPor ejemplo, interactúe solo con la proteína contenida en las partículas virales de una determinada cepa, y los autoanticuerpos contra los glicanos asociados a tumores reaccionan exclusivamente con los glicanos que solo se encuentran en las células de CCR.
Los anticuerpos pueden definir las células objetivo e iniciar el proceso de destruirlas. Cualquier célula puede convertirse en un objetivo si se ha transformado en células cancerosas o se ha infectado con un virus. Muchos métodos de diagnóstico de laboratorio y experimentos científicos se basan en la capacidad únicade anticuerpos para detectar selectivamente otras moléculas.
¿Cómo?
Los investigadores propusieron buscar autoanticuerpos contra los glucanos asociados al tumor en el suero. El método ya ha demostrado su potencial en el diagnóstico del cáncer de ovario los científicos suizos publicaron el documento correspondiente en 2012 con microchips biológicos utilizados como herramientas de diagnóstico principales.
La idea de usar microchips fue sugerida por primera vez en la década de 1980 por Andrei Mirzabekov, quien era el jefe del Instituto de Biología Molecular y el Departamento de Biofísica Molecular del MIPT. Hoy, se dice que esta idea es la base técnica para la biología deSiglo 21. Un microchip es normalmente una placa plana que contiene muestras de moléculas biológicas particulares, sin embargo, en su nuevo artículo, los investigadores examinaron un nuevo desarrollo: un biochip tridimensional a base de hidrogel.
Estos chips se desarrollaron en EIMB RAS. Son células 3D hechas de un gel especial que contiene los reactivos necesarios: sondas moleculares. La estructura del gel proporciona un entorno óptimo para realizar pruebas, y los científicos pudieron resolver un problemaNúmero de problemas para garantizar diagnósticos más precisos, por ejemplo, lograron una distribución equitativa de las sondas moleculares con una sensibilidad mucho mayor que los sistemas "planos" regulares o sistemas "planos", como los llaman los especialistas.
¿Cuáles fueron los resultados?
Los investigadores desarrollaron un modelo del sistema de prueba que es capaz de medir simultáneamente la concentración de marcadores basados en proteínas, la relación autoanticuerpos a glucanos y las inmunoglobulinas IgG, IgA e IgM en la sangre de un paciente.El hecho de que la mayoría de los marcadores basados en proteínas no son específicos en términos de la ubicación y el tipo de tumor, los científicos los dividieron en grupos: firmas de diagnóstico y pronóstico combinaciones de marcadores basados en proteínas y anticuerpos contra glucanos, etc.
Utilizando el modelo, los científicos analizaron los sueros de 33 pacientes con cáncer colorrectal, 69 donantes sanos y 27 pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal. Casos como la enfermedad de Crohn y la diverticulitis a largo plazo pueden conducir a cáncer colorrectal, sin embargo, no deberíanse confundan entre sí al diagnosticar la enfermedad: el sistema de análisis de laboratorio no solo debe ser sensible, sino también preciso.
Este método supera todos los demás métodos existentes. El modelo del sistema de prueba basado en firmas de diagnóstico fue capaz de diagnosticar CCR en el 95% de los casos, en comparación con el 79% detectado por los métodos tradicionales. La sensibilidad de la detección de CCR en pacientes conCRC en etapa II-IV fue del 87% frente al 21%. Este aumento es claramente un logro significativo. La especificidad del método es del 97%.
La sensibilidad de un método de diagnóstico es su capacidad para detectar una enfermedad. Cuanto mayor sea la sensibilidad, mejores serán los resultados, pero la sensibilidad por sí sola no es suficiente para hacer un diagnóstico. Las pruebas también deben ser correctas en caso de otro diagnóstico, es decir, si no hay cáncer, los resultados no deberían decir que sí hay cáncer.
La primera cifra del 95% es la capacidad de predecir con precisión el diagnóstico, lo que significa que la enfermedad se diagnosticará correctamente para 95 pacientes de cada 100. La sensibilidad del 87% nos dice que el método detectará CCR en 87 de100 casos de pacientes con la enfermedad. El método tradicional de detección de CCR tiene una sensibilidad del 21%, lo que significa que varios pacientes con CCR se declararán sanos. En pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal, el cáncer se diagnosticará correctamente en el 97%de los casos.
"El método desarrollado en EIMB RAS tiene un gran potencial para ser utilizado en el diagnóstico de enfermedades gastrointestinales. Esperamos que los sistemas de prueba basados en el método pronto aparezcan en laboratorios clínicos en Rusia", dice Zhanna Zubtsova, uno de los autores del nuevoMétodo, Doctorado en Física y Matemáticas, profesor asistente en MIPT.
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Materiales proporcionado por Instituto de Física y Tecnología de Moscú . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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