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- 24/04/2018
Cáncer
Diseñan un implante que percibe niveles elevados de calcio en sangre asociados con el desarrollo de algunos tumores, y provoca la aparición de una mancha oscura en la piel como señal de alerta.
Science Translational Medicine
Un sistema celular modificado genéticamente podría revolucionar el diagnóstico de enfermedades oncológicas. En respuesta al aumento de calcio en sangre causado por algunos tipos de cáncer, este dispositivo provocaría la aparición de un lunar, observable a simple vista. [iStock/majivecka]
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La detección temprana de patologías como el cáncer aumenta significativamente la probabilidad de supervivencia del paciente. Los tumores de mama, colon, próstata, hígado y riñón aumentan la concentración en sangre del ion calcio. Ahora, Martin Fussenegger y sus colaboradores, de la Escuela Politécnica de Zúrich, han desarrollado un dispositivo capaz de provocar la aparición de un lunar, en respuesta a un incremento prolongado de los niveles de dicho elemento. Esta mancha visible alertaría del desarrollo de una neoplasia.
El trabajo, publicado por la revista Science Translational Medicine, describe el diseño y construcción del sistema, así como su validación en ratones inoculados con células cancerosas.
La señal de calcio regula procesos como la proliferación, la muerte, la diferenciación y la movilidad celular. Una gran variedad de proteínas controlan la concentración sanguínea del ion. Así, la reducción de sus niveles activa la hormona paratiroidea que promueve la movilización del elemento desde los huesos. Sin embargo, ante un exceso el receptor sensor de calcio (CaSR, por sus siglas en inglés) inhibe la acción de la hormona.
Los investigadores eligieron CaSR como molécula capaz de detectar la hipercalcemia y acoplaron su expresión a la producción de melanina, mediante ingeniería genética. Varios experimentos demostraron que las células modificadas acumulaban el pigmento natural de la piel tras la exposición a concentraciones de calcio elevadas, durante 12 o 24 horas. Además, la intensidad de la coloración observada permaneció estable a lo largo de 6 meses.
El potencial del sistema celular como método para diagnosticar el cáncer se evaluó en animales. Fussenegger y su equipo implantaron las células encapsuladas bajo la piel de ratones con tumores de mama o colon, pero sin síntomas de neoplasia. Aún así, los elevados niveles de calcio en sangre, característicos de estos carcinomas, causaron la aparición de una mancha oscura, similar a un lunar, allí donde se colocó el implante.
En un futuro, el dispositivo podría revolucionar el diagnóstico del cáncer, ya que permitirá a los pacientes controlar la producción del pigmento, observable a simple vista, sin necesidad de acudir a la consulta del médico. Sin embargo, los científicos advierten que el proceso final de desarrollo podría durar hasta 10 años. Más superados los ensayos de seguridad, eficacia y fiabilidad, el sistema podría usarse incluso como método para detectar otras enfermedades no oncológicas que cursan también con un exceso de calcio en sangre.
Marta Pulido Salgado
Referencia: «Synthetic biology-based cellular biomedical tattoo for detection of hypercalcemia associated with cancer», de A. Tastanova et al. en Science Translational Medicine, 10, eaap8562, publicado el 18 de abril de 2018.
