La etiqueta molecular, desarrollada por investigadores de la Universidad de Califo ia en San Diego (UCSD), funciona de dos maneras. Etiqueta las células cancerígenas con un marcador fluorescente para marcar los tumores y así identificarlos y eliminarlos durante la cirugía, y contiene un marcador magnético que puede usarse para evaluar la enfermedad a través de la toma de imágenes de resonancia magnética.
En dos estudios publicados recientemente en The Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores de UCSD describen un novedoso marcador que se vuelve fluorescente en el infrarrojo cercano, que posee longitudes de onda lo suficientemente largas como para atravesar capas de tejido humano opaco y pueden ayudar a los cirujanos a encontrar células tumorales enterradas. En los estudios con ratones, los investigadores fueron capaces de encontrar y eliminar un 90 por ciento más de células cancerígenas residuales de lo que era posible con únicamente la luz visible. Y dependiendo del tipo de cáncer, fueron capaces de incrementar hasta cinco veces las cuotas de supervivencia a largo plazo del animal.
Cuando los tumores cancerígenos se manifiestan, el destino de la persona reside a menudo en las manos del cirujano—cuanto más completamente pueda el cirujano extraer un tumor, mejores son las probabilidades de supervivencia del paciente. No obstante, incluso los mejores cirujanos trabajan bajo condiciones limitadas, extrayendo sólo lo que ven y sienten, esperando haberlo sacado todo. Envían el tejido al laboratorio mientras el paciente aún sigue en la mesa de operaciones y, si el laboratorio determina que el tumor está rodeado de células sanas, vuelven a coser al paciente. Si no, deben continuar con los cortes hasta que las muestras de laboratorio vuelvan limpias.
Con la nueva molécula, “no sólo podemos llevar a cabo cirujías guiadas, sino que podemos mostrar un incremento en la supervivencia,” afirma Roger Tsien, bioquímico en UCSD así como investigador líder del proyecto.
Un pequeño número de investigadores están trabajando para proporcionar a los cirujanos una ayuda visual que les permita hacer el seguimiento de las células tumorales que se han separado de la masa principal—las encontradas alrededor de las fibras nerviosas, por ejemplo, o escondidas a la vista. No obstante, aunque algunos métodos de infrarrojo cercano parecen prometedores, otros métodos se basan en el uso de virus para insertar un marcador fluorescente (un método parecido a la terapia de genes, con cuestiones en cuanto a su seguridad), o no tienen la suficiente fuerza fluorescente para brillar a través del tejido humano.
Tsien, que compartió el Premio Nobel 2008 de química por su trabajo sobre la proteína verde fluorescente, creó junto a sus colegas una estructura de dos péptidos. Un péptido actúa como etiqueta fluorescente y magnética, y el otro mantiene la molécula neutral. En presencia de células tumorales, unas enzimas llamadas metaloproteinasas de matriz (MMPs) cortan al péptido neutralizante y permiten al etiquetante que entre en la célula. Una vez allí, la sonda dual permanece hasta cuatro o cinco días.
El nuevo marcador no solo proporciona una ayuda visual durante la cirugía, sino que también puede usarse para evaluar la presencia de un tumor antes y después. Los radiólogos podrían localizar tumores de forma magnética durante un escáner IRM pre-operación, los cirujanos podrían después seguir el mapa infrarrojo para eliminar todos los trazos de tumor brillante, y más tarde los radiólogos podrían llevar a cabo una IRM post-operación para asegurarse de que no queda evidencia de la enfermedad.
Scott Hilderbrand, químico del Centro para Investigación de Imágenes Moleculares del Hospital General de Massachusets, también está desarrollando sondas fluorescentes dirigidas. Señala que el funcionamiento de las piezas individuales de la técnica desarrollada por el equipo de Tsien ha sido probado por otros investigadores, “pero el hecho de ser capaces de hacer esto con un agente es uno de los mayores avanzes de este método.”
Los investigadores esperan ser capaces de añadir otra característica a su molécula. “Nos encantaría pensar que con esta fluorescencia hemos alcanzado al 100 por cien de las células, pero ese no es el caso,” afirma la cirujana Quyen Nguyen, una de los primeras autoras del estudio. Afirma que están trabajando para unir una tercera rama a la molécula, una que se vuelva tóxica en presencia de luz brillante. “Al final de la cirugía, podrías hacer brillar una luz que alcanzase la molécula fluorescente y la hiciera fototóxica. De esa forma, es posible matar a las células residuales,” afirma Nguyen.
Uno de los problemas del uso de MMPs, no obstante, es que no se expresan en todos los tipos de cáncer, y están presentes en algunos tejidos cancerígenos, incluyendo el hígado y en áreas de inflamación. “Los ratones con los que pusieron a prueba este método sólo tienen tejidos normales y cancerígenos, pero el cuerpo humano no es tan simple” afirma Hisataka Kobayashi, especialista en toma de imágenes moleculares en el Instituto Nacional contra el Cáncer de Bethesda, Massachusets, así como otra de las personas que trabajan en el ataque contra el cáncer mediante el uso de sondas fluorescentes.
Esa es la razón por la que los investigadores utilizar estas sondas para la guía quirúrgica, mediante la cual un cirujano experimentado es capaz de distinguir entre tejido cancerígeno y áreas inflamadas en cualquier lugar del cuerpo. Nguyen afirma que el mismo equipo está trabajando en la utilización de la molécula para distribuir componentes terapéuticos directamente en células cancerígenas, aunque señala que esto va a ser un poco más difícil.
Los investigadores están buscando otros usos potenciales para su molécula, tales como la iluminación de placas arteriales para identificar las que posean más riesgo de provocar una apoplejía o un ataque al corazón. Avelas Biosciences, una nueva startup con sede en San Diego, obtuvo la licencia de la tecnología de la sonda en 2009 y espera tener algo listo para los tests con humanos dentro de dos o tres años.