Investigadores del Instituto Australiano de Bioingeniería y Nanotecnología de la Universidad de Queensland (AIBN, por sus siglas en inglés) descubrieron una firma única de ADN en nanoescala que parece ser común a todos los cánceres.
Sobre la base de este descubrimiento, el equipo ha desarrollado una tecnología novedosa que permite que el cáncer se detecte rápida y fácilmente de cualquier tipo de tejido, por ejemplo, sangre o biopsia.
El estudio, que contó con el apoyo de una subvención de la National Breast Cancer Foundation y se publicó en la revista Nature Communications , revela una nueva perspectiva sobre cómo la reprogramación epigenética en el cáncer regula las propiedades físicas y químicas del ADN y podría conducir a un enfoque completamente nuevo de Diagnóstico de punto de atención.
«Debido a que el cáncer es una enfermedad extremadamente complicada y variable, ha sido difícil encontrar una firma simple común a todos los cánceres, pero distinta de las células sanas «, explica el Dr. Abu Sina, investigador de AIBN.
Para abordar esto, la Dra. Sina y la Dra. Laura Carrascosa, que están trabajando con el Profesor Matt Trau en AIBN, se centraron en algo llamado ADN libre circulante.
Al igual que las células sanas, las células cancerosas siempre están en proceso de morir y renovarse. Cuando mueren, esencialmente explotan y liberan su carga, incluido el ADN, que luego circula.
«Ha habido una gran búsqueda para encontrar si hay alguna firma de ADN distinta que esté solo en el cáncer y no en el resto del cuerpo», dice el Dr. Carrascosa.
Así que examinaron los patrones epigenéticos en los genomas de las células cancerosas y las células sanas. En otras palabras, buscaron patrones de moléculas, llamados grupos metilo, que decoran el ADN. Estos grupos metilo son importantes para la función celular porque sirven como señales que controlan qué genes se activan y desactivan en un momento dado.
En las células sanas, estos grupos metilo se extienden por todo el genoma. Sin embargo, el equipo de AIBN descubrió que el genoma de una célula cancerosa es esencialmente estéril, excepto por grupos intensos de grupos metilo en ubicaciones muy específicas.
Esta firma única, que llamaron «metilenálisis» del cáncer para el paisaje de metilación, apareció en todos los tipos de cáncer de mama que examinaron y también en otras formas de cáncer, como el cáncer de próstata, el cáncer colorrectal y el linfoma.
«Prácticamente cada pieza de ADN canceroso que examinamos tenía este patrón altamente predecible», dice el profesor Trau.
Él dice que si piensas en una célula como un disco duro, entonces los nuevos hallazgos sugieren que el cáncer necesita ciertos programas genéticos o aplicaciones para funcionar.
«Parece ser una característica general para todos los cánceres», dice. «Es un descubrimiento sorprendente».
También descubrieron que, cuando se colocan en solución, esos grupos intensos de grupos metilo hacen que los fragmentos de ADN del cáncer se plieguen en nanoestructuras tridimensionales a las que realmente les gusta adherirse al oro.
Aprovechando esto, los investigadores diseñaron un ensayo que utiliza nanopartículas de oro que cambian de color de manera instantánea, dependiendo de si estas nanoestructuras 3D del ADN del cáncer están presentes o no.
«Esto sucede en una gota de líquido», dice Trau. «Se puede detectar a simple vista, es tan simple como eso».
La tecnología también se ha adaptado para sistemas electroquímicos, lo que permite una detección económica y portátil que podría realizarse con un teléfono móvil.
Hasta ahora, han probado la nueva tecnología en 200 muestras en diferentes tipos de cánceres humanos y células sanas . En algunos casos, la precisión de la detección de cáncer llega al 90%.
«Funciona para el ADN genómico derivado del tejido y el ADN libre circulante derivado de la sangre», dice Sina. «Este nuevo descubrimiento podría ser un cambio de juego en el campo del diagnóstico de cáncer en puntos de atención». Aún no es perfecto, pero es un comienzo prometedor y solo mejorará con el tiempo, dice el equipo.
«Desde luego, no sabemos si es el Santo Grial o no para todos los diagnósticos de cáncer», dice Trau, «pero parece realmente interesante como un marcador universal de cáncer increíblemente simple, y como una tecnología muy accesible y económica que no lo hace. Requiere complicados equipos de laboratorio como la secuenciación de ADN «.
Más información: Abu Ali Ibn Sina y otros, el panorama de metilación reprogramado epigenéticamente impulsa el autoensamblaje del ADN y sirve como biomarcador universal del cáncer, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038 / s41467-018-07214-w
Referencia del diario: Nature Communications
Proporcionado por: Universidad de Queensland
Información de: phys.org
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