Uno de los mayores desafíos de la medicina moderna es el diagnóstico. Esto es especialmente importante en el cáncer, donde la detección temprana puede mejorar drásticamente las probabilidades de supervivencia.
El diagnóstico ya es bastante difícil cuando se dispone de laboratorios totalmente equipados y tecnología fiable. Pero ¿qué ocurre en los países en desarrollo, donde puede que ni siquiera exista una infraestructura básica como la refrigeración?
En promedio, el 70% de las personas en los países en desarrollo no reciben un diagnóstico hasta una etapa avanzada, cuando el tratamiento ya no es eficaz. Como resultado, existe un gran impulso internacional para desarrollar tecnología de diagnóstico sencilla y precisa.
Gran parte de la investigación sobre el diagnóstico temprano del cáncer se ha centrado en los biomarcadores. Se trata de moléculas, células o cualquier otra característica biológica medible que puede utilizarse como un medio objetivo para detectar la enfermedad. Los biomarcadores son especialmente útiles, ya que no dependen de los síntomas percibidos por el paciente, que pueden ser ambiguos o no aparecer hasta que la enfermedad ha progresado considerablemente.
Glicoproteínas
Para detectar el cáncer (y, de hecho, muchas otras enfermedades), una clase útil de biomarcadores son las glicoproteínas. Estas moléculas son proteínas unidas a una o más cadenas de carbohidratos (azúcares). Se encuentran por todo el cuerpo, en la sangre, el moco, la saliva e incluso el esperma, y pueden ser una señal de enfermedad. Si se desarrolla un dispositivo de detección adecuado, bastaría con una muestra sencilla, por ejemplo de sangre u orina, para detectar un cáncer en sus etapas iniciales.
Fundamentalmente, la función biológica de una glicoproteína depende de su estructura química. Lo que más importa para el diagnóstico de enfermedades es que la estructura química de una glicoproteína puede ser modificada por la enfermedad. Esto las convierte en objetivos ideales para detectar con precisión enfermedades específicas.
Pese a esta promesa, actualmente existen dos grandes problemas en el uso de las glicoproteínas para diagnosticar el cáncer. El primero es la tecnología. Los métodos existentes se basan en anticuerpos para detectar glicoproteínas. Los anticuerpos son proteínas grandes producidas por nuestro sistema inmunitario. Pueden generarse para su uso en dispositivos, pero esto es complicado. Generalmente también deben almacenarse en refrigeradores y se degradan fácilmente con la luz UV.
El segundo problema de las glicoproteínas es la precisión. Los métodos de detección actuales se basan en el hecho de que muchas personas con cáncer producen niveles más altos de glicoproteínas. No tienen en cuenta a personas sanas que pueden tener de forma natural niveles elevados de ciertas glicoproteínas. Algunos pacientes con cáncer también pueden presentar niveles anómalamente bajos de glicoproteínas. Por tanto, la detección de los niveles de glicoproteínas con anticuerpos puede dar lugar a un gran número de resultados falsos positivos y falsos negativos. Esto resulta angustioso para el paciente y también puede malgastar recursos cruciales si una persona sana es enviada a pruebas adicionales o a tratamientos innecesarios.
Si el diagnóstico temprano del cáncer ha de estar disponible en todo el mundo, necesitamos nuevas tecnologías que sean fáciles de transportar y almacenar. También se requieren avances sustanciales en precisión.
Investigadores de la Universidad de Birmingham han ideado una química ingeniosa que podría resolver ambos problemas. El equipo ha abordado el problema desde una perspectiva distinta. En lugar de limitarse a detectar niveles de glicoproteínas, ha desarrollado un método que puede identificar glicoproteínas específicas para enfermedades concretas. Lo consigue detectando tanto la forma de la glicoproteína como su huella química particular.
La cerradura y la llave
El método funciona tomando un biomarcador de la enfermedad (en este caso, una glicoproteína asociada al cáncer de próstata) y, en esencia, haciendo un molde de ella. La glicoproteína del cáncer de próstata se fija a una superficie y en torno a ella se ensamblan moléculas de detección. Cuando la glicoproteína se retira, deja tras de sí un «molde» químico perfecto. El grupo ha creado, en esencia, una cerradura, y la única llave que encaja es la glicoproteína específica del cáncer de próstata. Otras glicoproteínas podrían tener el tamaño adecuado, pero no podrán unirse a las moléculas muy específicas que hay dentro de la cerradura.
Este nuevo trabajo podría allanar el camino hacia un diagnóstico rápido y preciso del cáncer. Lo que resulta especialmente prometedor es que el método no depende de anticuerpos. Esto significa que no es necesario un almacenamiento especial, lo que podría marcar una gran diferencia para el diagnóstico temprano del cáncer en el mundo en desarrollo.
Otra característica interesante de este trabajo es el potencial para diagnosticar otros problemas. La glicoproteína del cáncer de próstata que han utilizado es solo una plantilla. En teoría, deberían poder fabricar un dispositivo con cualquier glicoproteína. Esto significaría que la tecnología podría adaptarse según la enfermedad que se quiera detectar: no solo cánceres, sino también inmunodeficiencias, enfermedades neurodegenerativas y trastornos cardiovasculares.
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original. La publicación no implica el respaldo de los puntos de vista por parte del Foro Económico Mundial.
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Autor: Zoe Schnepp es investigadora en Química en la Universidad de Birmingham.
Imagen: Un investigador extrae una muestra de proteína. REUTERS/Francois Lenoir.
