Junto con la enfermedad cardiovascular, el cáncer se ha convertido en la principal causa de muerte en los países industrializados. Muchos de los afectados son diagnosticados solo después de que el tumor se haya desarrollado ampliamente. Esto a menudo reduce la posibilidad de recuperación significativamente: la tasa de curación del cáncer de próstata es del 32 por cientoy solo el 11 por ciento para el cáncer de colon. La capacidad de detectar estos tumores de manera confiable y temprana no solo salvaría vidas, sino que también reduciría la necesidad de un tratamiento costoso y estresante.
Los investigadores que trabajan con Martin Fussenegger, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas de ETH Zurich en Basilea, ahora han presentado una posible solución para este problema: una red de genes sintéticos que sirve como un sistema de alerta temprana. Reconoce los cuatro mástipos comunes de cáncer cáncer de próstata, pulmón, colon y mama en una etapa muy temprana, es decir, cuando el nivel de calcio en la sangre está elevado debido al tumor en desarrollo.
El sistema de alerta temprana comprende una red genética que los biotecnólogos integran en las células del cuerpo humano, que a su vez se insertan en un implante. Esta red de genes encapsulados se implanta debajo de la piel donde monitorea constantemente el nivel de calcio en la sangre.
Tan pronto como el nivel de calcio excede un valor umbral particular durante un período de tiempo más largo, se activa una cascada de señales que inicia la producción del pigmento bronceador del cuerpo melanina en las células genéticamente modificadas. La piel forma un lunar marrón que es visiblea simple vista.
El lunar aparece mucho antes de que el cáncer sea detectable a través del diagnóstico convencional. "Un portador de implante debe consultar a un médico para una evaluación adicional después de que aparezca el lunar", explica Fussenegger. No es motivo de pánico ". El lunar no significa quees probable que la persona muera pronto ", subraya el profesor de ETH. Simplemente significa que se necesita una aclaración y, si es necesario, un tratamiento.
Los investigadores utilizaron el calcio como indicador del desarrollo de los cuatro tipos de cáncer, ya que está fuertemente regulado en el cuerpo. Los huesos sirven como un amortiguador que puede equilibrar las diferencias de concentración. Sin embargo, cuando se detecta demasiado calcio en elsangre, esto puede servir como un signo de uno de los cuatro tipos de cáncer.
"La detección temprana aumenta significativamente la posibilidad de supervivencia", dice Fussenegger. Por ejemplo, si el cáncer de seno se detecta temprano, la probabilidad de recuperación es del 98 por ciento; sin embargo, si el tumor se diagnostica demasiado tarde, solo una de cada cuatro mujeres tieneuna buena posibilidad de recuperación. "Hoy en día, las personas generalmente van al médico solo cuando el tumor comienza a causar problemas. Desafortunadamente, en ese punto, a menudo es demasiado tarde".
El implante también tiene una ventaja adicional: "Está destinado principalmente al autocontrol, lo que lo hace muy rentable", explica el profesor de ETH. Sin embargo, para aquellos que prefieren no lidiar con el estrés constante, un implante puedetambién se debe usar para desarrollar una marca visible solo bajo una luz roja. "Esta revisión regular podría ser realizada por su médico".
La desventaja es que la vida útil de un implante de este tipo es limitada, como lo ha encontrado Fussenegger en la literatura. "Las células vivas encapsuladas duran aproximadamente un año, según otros estudios. Después de eso, deben ser inactivadas y reemplazadas".
Hasta ahora, este implante de alerta temprana es un prototipo; el trabajo asociado publicado recientemente en la revista Medicina traslacional de la ciencia es un estudio de viabilidad. Los investigadores probaron su sistema de alerta temprana en un modelo de ratón y en piel de cerdo. Funcionó de manera confiable durante estas pruebas. Los lunares se desarrollaron solo cuando la concentración de calcio alcanzó un nivel alto.
Los científicos con sede en Basilea aún tienen un largo camino por recorrer antes de que las pruebas en humanos puedan comenzar. "El desarrollo continuo y los ensayos clínicos en particular son laboriosos y costosos, que nosotros como grupo de investigación no podemos permitirnos", dice el profesor de ETH. Sin embargo,le gustaría promover la traducción de sus desarrollos, para que algún día conduzcan a productos aplicables. Estima que llevar un implante de diagnóstico de cáncer a la madurez del mercado llevará al menos diez años de investigación y desarrollo.
El concepto del "tatuaje biomédico", como Fussenegger describe este nuevo hallazgo, también sería aplicable a otras enfermedades de desarrollo gradual, como enfermedades neurodegenerativas y trastornos hormonales. En principio, los investigadores podrían reemplazar el sensor molecular para medir otros marcadores biológicosque el calcio.
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Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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