Balizas moleculares para detectar y recuperar células tumorales circulantes

La metástasis o propagación de un tumor hacia otros órganos se produce a partir de células que separan del tumor inicial y pasan a la sangre o sistema linfático. El análisis de estas células tumorales circulantes tiene un elevado potencial tanto a nivel diagnóstico como pronóstico, debido a que pueden informar tanto de la composición molecular del tumor original como de su capacidad de generar nuevos focos tumorales. Los métodos actuales para aislar las células tumorales circulantes están basados en la purificación mediante la utilización de anticuerpos que reconocen sus antígenos de membrana, lo que limita en cierta medida.

Frente a los métodos actuales de aislamiento de células tumorales circulantes basados en la utilización de anticuerpos que reconozcan sus antígenos de membrana, un trabajo de la Universidad Northwestern, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, presenta por primera vez un método basado en técnicas genéticas, que no sólo permite la detección sino también el cultivo y análisis de estas células.

El proceso por el cual una célula tumoral se separa del tumor principal conlleva un cambio en su programa de expresión génica, hacia la pérdida de las interacciones con las células que la rodean y de su polaridad celular. La aproximación utilizada en el estudio se aprovecha de este diferente patrón de expresión para poder identificar las células tumorales circulantes del resto de células en la circulación.

El método utiliza los denominados NanoFlares, diminutas balizas de ácidos nucleicos capaces de detectar los niveles de ARN mensajero en células vivas individualmente y delatar su posición mediante una señal. Estas nanoestructuras consisten en partículas esféricas de oro cubiertas con copias de ADN de cadena sencilla complementarias al ARN mensajero del gen diana que se pretende detectar. Esta secuencia de ADN de reconocimiento está parcialmente unida a un marcador fluorescente. Las partículas NanoFlares pueden entrar en las células debido a su pequeño tamaño. Allí, cuando el ARN mensajero se une a la secuencia de reconocimiento del NanoFlare, el marcador es desplazado emitiendo una señal fluorescente que puede ser identificada. El efecto es que las células que contienen el ARN mensajero del gen de interés se iluminan, respecto a los que no lo tienen. De este modo, seleccionando la diana adecuada se pueden detectar las células tumorales circulantes, cuya frecuencia es extremadamente baja respecto al resto.

En el estudio se utiliza como prueba de concepto una solución formada por líneas celulares de cáncer de mama metastático en sangre humana y muestra que la capacidad de detectar las células metastásicas tiene una gran fiabilidad. Los resultados fueron confirmados en un modelo de ratón, en el que se pudo detectar y recuperar las células tumorales circulantes para su cultivo. Así, los Nanoflares ofrecen dos importantes innovaciones: la posibilidad de rastrear las células tumorales en el torrente sanguíneo según su contenido genético intracelular, y la capacidad de recuperar las células para estudios posteriores, como por ejemplo el rastreo de fármacos para el desarrollo de tratamientos adecuados. El método es versátil y flexible, ya que la secuencia de detección puede ser modificada y adaptada para la detección de la expresión de diferentes genes.

“Esta tecnología tiene el potencial de cambiar profundamente la forma en que el cáncer de mama en particular y el cáncer en general son estudiados y tratados,” indica Chad A. Mirkin, uno de los directores del trabajo. “Ahora se puede pensar en recoger las células de un paciente y estudiar cómo responden a diferentes terapias. El modo en que un paciente responde al tratamiento depende de la composición genética del cáncer. Esto podría llevar a una terapia personalizada”.

Referencia: Halo TL, et al. NanoFlares for the detection,isolation, and culture of live tumor cells from human blood. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Nov 17. pii: 201418637.

Fuente: http://www.northwestern.edu/newscenter/stories/2014/11/first-genetic-based-tool-to-detect-circulating-cancer-cells-in-blood.html

Células tumorales circulantes. Imagen: Universidad de Granada

Células tumorales circulantes. Imagen: Universidad de Granada

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