Un equipo de investigadores del Centro Médico Universitario de Schleswig-Holstein (UKSH), campus de Kiel, la Universidad de Kiel y el Instituto Max Planck de Genética Molecular de Berlín han desarrollado un método innovador para la clasificación genética molecular en tiempo real de tumores cerebrales durante la cirugía. Este enfoque combina el análisis de la metilación del ADN con tecnologías avanzadas de aprendizaje automático para proporcionar información detallada sobre el tipo de tumor durante la cirugía.
Por Gwendolyn Dorow, Sociedad Max Planck
Por primera vez, la neurocirugía puede adaptarse no solo a la ubicación y proximidad de un tumor a funciones cerebrales críticas, sino también a sus características moleculares específicas. Esto permite un enfoque específico para la extirpación del tumor , lo que supone una ventaja decisiva para los pacientes, especialmente en casos complejos. Los resultados se publicaron el 28 de febrero de 2025 en Nature Medicine .
«Sólo gracias a la estrecha colaboración entre los científicos de investigación básica y los médicos que trabajan en el campo de la medicina traslacional fue posible desarrollar un método que supera todos los enfoques similares anteriores en cuanto a precisión y velocidad», afirma el Prof. Dr. Franz-Josef Müller, subdirector del Departamento de Psiquiatría y Psicoterapia de la UKSH, campus de Kiel, y profesor de la Facultad de Medicina de la CAU.
Dirigió el equipo interdisciplinario junto con la Prof. Dra. Helene Kretzmer, ex jefa del grupo «Genómica Computacional» en el MPIMG, la Dra. Alena van Bömmel, ex posdoctorada en el MPIMG, la estudiante de doctorado Mara Steiger, MPIMG, y el estudiante de doctorado Björn Brändl, Centro de Psiquiatría Integrativa, Campus Kiel.
El estudio se llevó a cabo en colaboración con el Departamento de Neurocirugía de UKSH, Campus Kiel. «Si bien los avances anteriores en neurocirugía han refinado las técnicas para la extirpación de tumores, este enfoque centrado en la enfermedad revoluciona todo el procedimiento. En lugar de centrarse simplemente en la ubicación del tumor, la identificación intraoperatoria del tipo de tumor abre nuevas posibilidades para ajustes en tiempo real en la estrategia quirúrgica en función de la biología específica del tumor.
«Este enfoque vincula directamente la medicina de precisión con la neurocirugía, elevando el tratamiento de un procedimiento basado en la técnica a una terapia personalizada y centrada en la enfermedad. De esta manera, la cirugía se convierte en una terapia personalizada», afirma la Dra. Carolin Kubelt-Kwamin, médica senior de la Clínica de Neurocirugía.
La metilación del ADN, un marcador epigenético, funciona como una «huella digital» que refleja el origen de un tumor. Los distintos tipos de tumores presentan patrones de metilación distintos, que pueden analizarse mediante secuenciación. El nuevo método emplea la secuenciación por nanoporos para identificar estos patrones con una velocidad y una precisión notables.
«Sin embargo, como esta secuenciación debe realizarse en el marco temporal limitado de la cirugía, en realidad solo puede capturar una fracción de los patrones de metilación del tumor», explica el Dr. Kretzmer. Para abordar esta limitación, los investigadores aplicaron un enfoque matemático de la teoría de la probabilidad conocido como teorema de Bayes.
«Con este método, hemos entrenado un modelo de aprendizaje automático que, en combinación con un software especializado, procesa los datos de secuenciación en tiempo real y permite la clasificación de tumores en menos de una hora utilizando menos del 0,1 % de los datos genéticos», afirma Mara Steiger. Esto supone un avance significativo respecto de los métodos anteriores, que tardaban horas o semanas.
El estudio demuestra que los resultados de este nuevo método coinciden con los de un examen neuropatológico completo. Los investigadores destacan que el método puede clasificar con precisión incluso tumores que son difíciles de diagnosticar, en los que las técnicas histopatológicas tradicionales suelen ser insuficientes. Esta innovación ofrece una ventaja significativa para los pacientes, especialmente en casos complejos, al permitir un enfoque más específico y preciso para la extirpación del tumor.
Los análisis moleculares y epigenéticos modernos han revelado que muchos tumores que antes se consideraban un solo tipo de cáncer son, en realidad, muy diversos. Por ejemplo, los tumores del sistema nervioso central se clasifican ahora en casi 90 categorías distintas. Estas diferencias exigen estrategias terapéuticas diferentes. Mientras que algunos tumores se pueden tratar con radiación o medicación, otros requieren una cirugía extensa.
Hasta ahora, sin embargo, el tejido tumoral solo se analizaba después de la operación, lo que dejaba a los cirujanos con la incertidumbre sobre la clasificación del tumor durante la cirugía y los obligaba a tomar decisiones que corren el riesgo de dañar el tejido cerebral sano. El análisis intraoperatorio de la metilación del ADN, combinado con la secuenciación de nanoporos , ahora proporciona información crítica que los cirujanos pueden usar en tiempo real para tomar decisiones más informadas, lo que respalda la cirugía de precisión personalizada.
Más información: Björn Brändl et al, Clasificación rápida de tumores cerebrales a partir de datos epigenómicos dispersos, Nature Medicine (2025). DOI: 10.1038/s41591-024-03435-3
