Tomar una biopsia de un tumor cerebral es un proceso quirúrgico complicado e invasivo, pero un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis está desarrollando una forma que les permite detectar biomarcadores tumorales mediante un simple análisis de sangre.
Hong Chen, ingeniero biomédico, y Eric C. Leuthardt, MD, neurocirujano, dirigieron un equipo de ingenieros, médicos e investigadores que han desarrollado una técnica innovadora y de prueba de concepto que permite el paso de biomarcadores de un tumor cerebrala través de la resistente barrera hematoencefálica en la sangre de un paciente usando ultrasonido enfocado no invasivo y algunas burbujas diminutas, lo que elimina potencialmente la necesidad de una biopsia quirúrgica.
Chen, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas y de oncología radioterápica en la Facultad de Medicina, dijo que los investigadores ya han aprendido cómo introducir un medicamento a través de la barrera hematoencefálica en el cerebro a través del torrente sanguíneo, nadie, hasta ahora, ha encontrado una manera de liberar biomarcadores específicos de tumor, en este caso, ARN mensajero ARNm, del cerebro a la sangre.
"Veo un camino claro para la traducción clínica de esta técnica", dijo Chen, experto en tecnología de ultrasonido. "Las biopsias líquidas a base de sangre se han utilizado en otros tipos de cáncer, pero no en el cerebro. Nuestra técnica propuesta puede haceres posible realizar un análisis de sangre para pacientes con cáncer cerebral "
El análisis de sangre revelaría la cantidad de ARNm en la sangre, lo que brinda a los médicos información específica sobre el tumor que puede ayudar con el diagnóstico y las opciones de tratamiento.
Los resultados del estudio, que combina imágenes, mecanobiología, genómica, inmunología, bioinformática, oncología, radiología y neurocirugía, se publican en Informes científicos 26 de abril de 2018.
Chen; Leuthardt, profesor de cirugía neurológica en la Facultad de Medicina; e investigadores de las escuelas de Ingeniería y Medicina, probaron su teoría en un modelo de ratón usando dos tipos diferentes del tumor cerebral mortal de glioblastoma. Apuntaron al tumor usandoultrasonido enfocado, una técnica que utiliza energía ultrasónica para apuntar a los tejidos profundos del cuerpo sin incisiones ni radiación. Similar a una lupa que puede enfocar la luz solar en un punto pequeño, el ultrasonido enfocado concentra la energía del ultrasonido en un punto pequeño profundo en el cerebro.
Una vez que tuvieron el objetivo, en este caso, el tumor cerebral, los investigadores inyectaron microburbujas que viajan a través de la sangre de forma similar a los glóbulos rojos. Cuando las microburbujas alcanzaron el objetivo, explotaron, causando pequeñas rupturas de la sangre.barrera cerebral que permite que los biomarcadores del tumor cerebral pasen a través de la barrera y se liberen al torrente sanguíneo. Una muestra de sangre puede determinar los biomarcadores en el tumor.
Esta técnica podría conducir a la medicina personalizada.
"En muchos sentidos, este ha sido un santo grial para la terapia de tumores cerebrales", dijo Leuthardt. "Tener la capacidad de monitorear los eventos moleculares cambiantes del tumor de manera continua nos permite no solo diagnosticar mejor un tumor en el cerebro, pero para seguir su respuesta a los diferentes tipos de tratamiento "
"Una vez que la barrera hematoencefálica está abierta, los médicos pueden administrar medicamentos al tumor cerebral", dijo Chen. "Los médicos también pueden recolectar la sangre y detectar el nivel de expresión de biomarcadores en el paciente. Les permite realizar caracterizaciones molecularesdel tumor cerebral de una extracción de sangre y guían la elección del tratamiento para pacientes individuales "
Además, Gavin Dunn, MD, profesor asistente de neurocirugía, coautor y líder en inmunobiología del cáncer, planea usar la técnica con inmunoterapia, que ofrece un tratamiento de precisión que se dirige a biomarcadores específicos en el cerebro.
"Esta técnica de biopsia líquida enfocada no invasiva habilitada con ultrasonido puede ser útil para el monitoreo a largo plazo de la respuesta al tratamiento del cáncer cerebral, donde las biopsias repetidas de tejido quirúrgico pueden no ser factibles", dijo Chen. "Mientras tanto, las variaciones dentro de los tumores representan un desafío significativoa la investigación de biomarcadores de cáncer. La ecografía enfocada puede apuntar con precisión a diferentes ubicaciones del tumor, lo que hace que los biomarcadores se liberen de una manera espacialmente localizada y nos permiten comprender mejor las variaciones espaciales del tumor y desarrollar un mejor tratamiento ".
El equipo continúa trabajando para refinar el proceso. El futuro requerirá integración con secuenciación genómica avanzada y bioinformática para permitir diagnósticos aún más refinados. Estos esfuerzos están siendo liderados por los coautores, Allegra Petti, profesor asistente de medicina y XiaoweiWang, profesor asociado de oncología de radiación.
"Nuestro trabajo continuo es optimizar la técnica y evaluar su sensibilidad y seguridad", dijo Chen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Beth Miller. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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