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Nuevo diagnóstico para el cáncer pancreático
Nuevo diagnóstico para el cáncer pancreático...

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Nuevo diagnóstico para el cáncer pancreático

Sentinelas en la sangre: un nuevo diagnóstico para el cáncer de páncreas.

A pesar de los enormes avances de investigación, los métodos de detección de muchas enfermedades siguen siendo engorrosos y costosos, ya menudo descubren la enfermedad sólo en etapas avanzadas, cuando los resultados del paciente puede ser sombrío. Una de esas enfermedades es el cáncer de páncreas, que puede no mostrar síntomas obvios en sus primeras etapas, sin embargo, puede desarrollar de manera agresiva. De hecho, de acuerdo con la Sociedad Americana del Cáncer, un escalofriante 80 por ciento de los afectados con esta forma de cáncer mueren dentro de un año de diagnóstico.

Ahora, sin embargo, Tony Hu, un investigador en el centro Virginia G. Piper de Biodesign para el diagnóstico personalizado y sus colegas han ideado un método astuto para identificar el cáncer pancreático temprano en su desarrollo. Su técnica se basa en la detección sensible de vesículas extracelulares (VE) - pequeñas burbujas de material emitido por la mayoría de las células vivas.

El Dr. Hu y sus colegas describen un método para detectar EVs derivados de tumores que llevan una proteína de superficie particular que funciona como un marcador revelador para el cáncer de páncreas, según una investigación publicada en el número en línea avanzado de la revista Nature Biomedical Engineering. La capacidad de detectar con precisión esta proteína, conocida como EphA2 puede permitir que sirva como una señal que podría diagnosticar incluso las primeras etapas del cáncer de páncreas.

"El cáncer de páncreas es un tipo de cáncer del que necesitamos desesperadamente un biomarcador sanguíneo temprano", dice Hu. Actualmente, la única cura para el cáncer de páncreas sigue siendo la extirpación quirúrgica del tejido enfermo, pero en muchos casos, esto no es factible debido al grado de propagación del cáncer en el momento del diagnóstico. "Se ha utilizado otra tecnología para la detección, pero no funciona muy bien debido a la naturaleza de este cáncer Es realmente difícil de capturar una señal de diagnóstico temprano cuando no hay síntomas No es como el cáncer de mama, donde se puede sentir Dolor y usted puede comprobar fácilmente para un crecimiento anormal. "

Esta investigación demuestra ahora que una plataforma que utiliza la interacción entre dos nanopartículas diferentes para detectar EV asociado a tumores puede discriminar agudamente entre muestras de sangre de pacientes con cáncer de páncreas, pancreatitis - una enfermedad que puede compartir síntomas con cáncer de páncreas - y sujetos sanos . Además, esta técnica puede ser útil en última instancia para la detección rápida y sensible de una gama de enfermedades, basándose en sus firmas EV únicas.

Vesículas en foco

Los EVs son liberados tanto por células eucariotas (incluyendo células humanas) como por células procariotas (como las células bacterianas, que carecen de un núcleo u otros componentes unidos a la membrana). Los EVs se asemejan a versiones en miniatura de las células que las producen, aunque carecen de gran parte de la compleja maquinaria celular.

Hay una variedad de tipos EV, que se desarrollan a partir de sus células madre de diferentes maneras. El presente estudio examina una clase de EVs conocidos como exosomas, que varían en tamaño de 50-150 nm. Los exosomas se derivan de los compartimentos unidos a la membrana dentro de la célula (conocidos como endosomas) que finalmente se fusionan con la membrana externa de la célula para liberar exosomas en el espacio extracelular.

Una vez que se pensaba que eran meros restos de las actividades metabólicas de la célula, EVs son ahora reconocidos como componentes vitales con responsabilidades lejanas que sólo están empezando a salir a la luz. EVs forman una red de comunicaciones sutiles y sofisticadas que operan entre células y son altamente conservadas entre especies, lo que sugiere su papel esencial en los procesos vitales. Entre sus actividades están la transferencia de ácidos nucleicos, proteínas y lípidos que pueden provocar cambios fisiológicos y patológicos, tanto en las células madre como en las células diana. EVs también juegan papeles cruciales en respuestas inmunes innatas y adaptables.

Emblemas de salud y enfermedad

La investigación ha demostrado que los VE circulantes están significativamente elevados en una serie de enfermedades. EV parecen desempeñar un papel importante en el desarrollo y la progresión de ciertos tipos de cáncer, incluyendo el cáncer de páncreas. Una función aparente de EVs derivadas de tumores, una vez que salen de su célula madre, es migrar a otros tejidos y modificar su entorno para crear un ambiente (nicho) favorable para la invasión y crecimiento tumoral (metástasis). Al igual que los pioneros en un nuevo continente, EVs puede allanar el camino para que las células de cáncer sigan a su paso.

También hay evidencia de que los exosomas derivados de tumores pueden ayudar a las células tumorales a desarrollar resistencia a los fármacos mediante la exportación de fármacos antitumorales o la neutralización de fármacos basados ​​en anticuerpos.

EV puede servir como un medio útil para evaluar la carga de cáncer y la respuesta al tratamiento, ya que los niveles de EV derivadas de tumores en las muestras de sangre del paciente debe aumentar con la masa tumoral y disminuir a la respuesta favorable a las terapias contra el cáncer, y ofrecer un rápido, -medios quirúrgicos para examinar los cambios en el estado de la enfermedad de un paciente.

La identificación de proteínas EV asociadas a tumores, tales como EphA2, y una mejor comprensión de la función de EV en el desarrollo de tumores y metástasis puede abrir un nuevo capítulo en el diagnóstico de cáncer y el seguimiento del tratamiento. Dado que los casos de cáncer de páncreas se caracterizan a menudo por altas tasas de resistencia a la terapia, se necesita urgentemente un mejor seguimiento del tratamiento para que los tratamientos personalizados puedan modificarse rápidamente para mejorar los resultados individuales de los pacientes. Además, una mejor comprensión de los factores específicos que controlan las acciones EV para promover el desarrollo del cáncer y la metástasis puede conducir al descubrimiento de nuevos objetivos mecanísticos para los tratamientos contra el cáncer que permiten tratamientos terapéuticos personalizados.

rayo de luz

Los EVs han sido aislados de una amplia variedad de tipos de células y fluidos biológicos (saliva, orina, sangre, leche materna y fluidos seminal, amniótico, nasal y de lavado bronquial) lo que los convierte en candidatos altamente atractivos para el desarrollo de biomarcadores en una variedad de condiciones. El desafío crítico, sin embargo, ha sido la separación de EVs relacionados con la enfermedad de la diversa gama de otros vehículos eléctricos que circulan en los fluidos corporales. Los investigadores carecen de métodos simples para el análisis EV, que generalmente requiere largos procedimientos de aislamiento y purificación que no son apropiados para un entorno clínico. Además, los biomarcadores capaces de distinguir con precisión los VE tumorales derivados han faltado hasta ahora.

Para abordar estas deficiencias, el nuevo método se basa en una técnica rápida basada en nanopartículas que puede identificar rápidamente los EVs derivados de tumores con una preparación mínima.

Para ello, se diluyen pequeñas muestras de sangre (alrededor de 1 microlitro, menos volumen que las encontradas en una sola gota de lágrima), y se aplican a un chip sensor recubierto con anticuerpos contra una proteína de membrana EV. Los VE enlazados al chip por este anticuerpo se mezclan con nanopartículas recubiertas con anticuerpos, una nanoesfera verde y una nanorod roja, que reconocen una segunda proteína de membrana EV y el marcador de cáncer de páncreas EphA2. Sólo los EVs derivados del cáncer de páncreas unen ambas nanopartículas, y su contacto cercano en estos EVs causa un efecto de acoplamiento que cambia el color y aumenta notablemente la intensidad de su luz refractada, generando una señal que es fácilmente visible cuando se ve con un microscopio de campo oscuro, (Ver ilustración).

En una serie de experimentos llevados a cabo por el Dr. Hu y colegas, este método identificó muestras de sangre de cáncer pancreático con alta sensibilidad, incluyendo aquellas con enfermedad en etapa temprana, distinguiéndolas fácilmente de las de pacientes con pancreatitis y individuos sanos. Además, este método detectó alteraciones en los niveles sanguíneos de EphA2-EV en muestras de sangre pre y post-terapia correspondientes a las respuestas tumorales a la terapia, lo que demuestra el poder de la técnica para monitorizar la eficacia del tratamiento.

Aunque el estudio actual examinó muestras usando microscopía óptica, los investigadores prevén un sistema totalmente automatizado capaz de realizar tales ensayos en la clínica a bajo costo y alto rendimiento. El Dr. Hu indica que hay un interés entusiasta por la traducción clínica de esta nueva tecnología de diagnóstico, aunque observa que 2-3 años probablemente será necesario para la aprobación de la FDA.

EV frontera prometedora

Este enfoque es prometedor para la detección de una amplia gama de enfermedades en las que los VE pueden ser aplicados como biomarcadores, ya que debería ser posible personalizarlo simplemente reemplazando una o ambas sondas de nanopartículas con sondas EV específicas para la enfermedad de interés.

El Dr. Hu y sus colegas ya han demostrado, aunque en un estudio con un pequeño número de muestras, la validez de este método para detectar casos de tuberculosis activa. En este estudio, EVs derivados de la tuberculosis bacilos fueron abundantemente detectados en muestras de orina de pacientes. Estos resultados alentadores abren la puerta a pruebas simples y no invasivas de la TB. Esto es particularmente importante para los pacientes que no pueden producir muestras de esputo para los exámenes estándar de TB y, por lo tanto, pueden requerir que se sometan a uno o más procedimientos invasivos para obtener una muestra que pueda utilizarse para el diagnóstico.

También se están estudiando EVs para otras aplicaciones específicas de la enfermedad, y el ritmo de tales investigaciones continúa acelerándose. Algunos investigadores están incluso explorando la capacidad de EVs para servir directamente como entrega de fármacos o agentes terapéuticos. Por lo tanto, las aplicaciones médicas potenciales para vehículos eléctricos, una vez desatendidas como desechos celulares, parecen muy prometedoras.


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