Imagínese un pequeño aparato portátil similar a un iPhone sobre el que se vierte una pequeña gota de sangre. La muestra entra en contacto con una membrana que actúa como un reactivo y el dispositivo, conectado a un ordenador que analiza los datos mediante Inteligencia Artificial, emite un veredicto: positivo o negativo. Similar a las pruebas PCR o a los medidores de glucosa. La diferencia es que este test podría detectar el cáncer. Un visionario artilugio médico muy similar a esta idea ya está en desarrollo, y la responsabilidad de llevarlo a buen puerto recae sobre el equipo de la doctora Eva María Novoa, la líder del grupo de investigación de Epitranscriptómica y Dinámica del ARN del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona.
La detección temprana de un tumor puede marcar la diferencia entre la vida y la muerte. Si bien las terapias modernas han logrado que la supervivencia a algunos tipos de cáncer sea extremadamente alta –está, por ejemplo, el cáncer de mama, que supera el 90% de supervivencia, o el de vejiga, que roza el 70%, siempre que su detección no sea en fases avanzadas–, esta enfermedad sigue siendo una de las principales causas de muerte en el mundo. El cáncer no siempre duele; es un demonio invisible que se expande sigilosamente. No siempre es fácil detectarlo. Las estadísticas de fallecimientos cambiarían drásticamente si se pudieran hacer cribados generales en toda la población para cazarlo con premura.
"Detectar el cáncer de manera precoz puede salvar hasta 3 millones de vidas al año", asegura la doctora Novoa a EL ESPAÑOL | Porfolio. "Cuanto antes podamos saber que en un paciente hay células tumorales proliferando, antes podremos empezar los tratamientos y evitar la dispersión del tumor. Pero, para detectarlo, necesitamos tecnologías que puedan identificar las células tumorales de manera precisa, inequívoca y cuando aún son pocas y estamos a tiempo de combatirlas".
La doctora Eva María Novoa en el laboratorio del Centro de Regulación Genómica
La clave para hacerlo está en la conocida como 'tecnología de secuenciación de nanoporos', una innovadora práctica de análisis de ARN que el equipo Novoa ha estudiado y perfeccionado para poder detectar los marcadores tumorales con una efectividad cercana al 100%. Su proyecto, que está financiado, en parte, por la Asociación Española contra el Cáncer, se encuentra a la vuelta de la esquina y puede suponer un antes y un después en la medicina. Principalmente porque se trata de un test barato y extremadamente rápido, hasta el punto de que en tres horas, y por sólo 50 euros, podría detectar si el ácido ribonucleico de transferencia (ARNt) de la sangre tiene proteínas defectuosas que desvelan si el paciente tiene cáncer.
El test que está desarrollando su equipo, cuyas bases han sido publicadas en la revista Nature Biotechnology, permite detectar con una altísima sensibilidad y especificidad esas deformaciones moleculares para delimitar si una célula puede expandirse y transformarse en cáncer. Esta técnica de detección ha sido bautizada como Nano-tRNAseq, y comprender su funcionamiento no es precisamente fácil. Pero intentémoslo.
Primero, tenemos un aparato llamado MinION. Pensemos que es como un test similar a la PCR de Covid-19. El aparato, en su interior, tiene una membrana a la que van unidas pequeñas proteínas que forman canales o poros que la atraviesan de un lado a otro. Tal y como explica el CRG, cuando se coloca la muestra del paciente y se filtra al poro, a ambos lados de la membrana se aplica una corriente eléctrica con una parte cargada positiva o negativamente. Esta produce un flujo de iones que recorre el poro y provoca que el ARN avance a través de la membrana. "El movimiento de las moléculas de ARN a través de los nanoporos causa alteraciones cuantificables en la corriente eléctrica", asegura Novoa.
Animación de cómo la tecnología de nanoporos es capaz de detectar el cáncer | Centro de Regulación Genómica
La técnica es tan precisa que es capaz de conocer las secuencias de moléculas de ARN presentes para detectar si estas son o no 'defectuosas'. "Tan sólo debe tomarse la muestra de un paciente, cargar con ella la membrana de nanoporos y cuantificar las secuencias de ARN, que estarán enriquecidas de ARNt". Con eso bastaría para detectar el cáncer de forma precoz, antes de que se expandiera y llegara a otros órganos. "La idea es poder determinar la malignidad de una muestra en no más de tres horas y por un coste que no supera los 50 euros", asegura la doctora.
Además, al ser un aparato relativamente pequeño, el medidor de nanoporos MinION se antoja un artilugio manejable que cabe incluso en la palma de una mano. Es como un pequeño móvil que va conectado a un ordenador portátil convencional. Y no sólo podría utilizarse para detectar, digamos, el cáncer en España; también tiene innumerables aplicaciones en campañas de prevención de enfermedades en países que no disponen de los recursos suficientes para cribar a todos sus habitantes. Aventurarse a descifrar sus posibles aplicaciones es arriesgado, pero su potencial requiere, al menos, tenerlo en el radar.
P.– ¿Qué sensibilidad tiene? ¿En qué fase debe encontrarse la enfermedad para ser detectada por el test?
R.– Aún no lo sabemos. La siguiente fase consiste en afinarlo con plasma para determinarlo. Hasta hoy lo hemos hecho con muestras puras que eran cáncer o no eran cáncer; ahora hay ponerlo a punto con otras muestras de plasma. Intentaremos probar con pacientes que se encuentren en diferentes estadios y que tengan diferente cantidad de células de cáncer para esclarecer la sensibilidad del método y ver a partir de qué fase puede ser detectable.
Vista del aparato capaz de detectar el plasma sanguíneo con ARN del paciente
P.– Estamos, parece, ante la gran revolución de la medicina contra el cáncer, todo gracias a los 'nanoporos'.
R.– En general la tecnología de nanoporos puede ayudar con esto y otro tipo de cosas. Hoy también se utiliza en el seguimiento de infecciones. Por ejemplo, cuando hay un estallido de una infección vírica, lo que llamamos outbreak. Si tienes capacidad de secuenciar muestras de forma portable, rápida y barata, se puede usar con muchas finalidades. Sobre el cribado rápido de muestras para hacer detección precoz de cáncer... sí, creo que puede ser relevante si se consigue aplicar de forma general en toda la población.
P.– ¿Qué papel juega la Inteligencia Artificial en el proceso?
R.– Sirve para entrenar un modelo que clasifique la muestra en diferentes categorías. Por ejemplo, en 'cáncer' o 'no cáncer'. Crea un modelo que aprende a diferenciar entre esas dos poblaciones. Gran parte de lo que se está desarrollando en biomedicina pasa por la Inteligencia Artificial, ya que esta permite hacer modelos predictivos mucho más eficientes. En este sentido, la biomedicina se está beneficiando mucho de la IA. Ahora hasta permite hacer diagnósticos a través de una imagen.
IA: la gran aliada contra el cáncer
La Inteligencia Artificial ha sido la protagonista de numerosas investigaciones recientes en la lucha contra el cáncer. Tomemos el ejemplo del doctor Larry Norton, del Memorial Sloan Kettering Cancer Center, quien en una entrevista a la CNN explicó hace unos días que, a través de los algoritmos con los que trabaja el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), los médicos podrían ser capaces de detectar de forma precoz las manchas que potencialmente se convertirían en cáncer de mama.
Otro ejemplo. Esta misma semana, investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), en el marco del proyecto Disrupt, comenzaron a desarrollar un revolucionario chip fotónico de bajo coste que permitiría analizar por imagen las células en tiempo real, lo que permite captar de forma precoz el cáncer y otras enfermedades infecciosas a través de tomografías computerizadas.
El propio Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos publicaba en abril de 2022 cómo la IA era ya capaz de detectar el cáncer mediante el contraste de miles de imágenes de pacientes con y sin tumores, pudiendo cribar los resultados para emitir un diagnóstico tan certero como el de un médico veterano. El NIH, asegura, "tiene la esperanza de que la IA ayude a los radiólogos con menos experiencia a detectar su presencia". El futuro de la medicina pasa, indefectiblemente, por la simbiosis entre la experiencia médica y la aplicación de las nuevas tecnologías.
ARNt: más allá del cáncer
El test que desarrolla el CRG no sólo permite detectar células cancerígenas, sino otras enfermedades que puedan tener origen genético, como discapacidades intelectuales o la misma propensión a la diabetes. También otras patologías asociadas con déficits de ciertas modificaciones de ARNt. "En principio creemos que en el caso del cáncer será más fácil de ver, porque habrá mucho ARN que proviene de células cancerosas. Pero también sirve para diagnosticar enfermedades asociadas a errores en los ARNt, como las neurológicas o neurodegenerativas".
Lo más interesante de este test es que estará listo, probablemente, en menos de un lustro. "Puede que dentro de unos años incluso llegue a las farmacias. Pero hablo a largo plazo, porque de momento una persona no va a tener una máquina de secuenciación en su casa. Lo que sí que sería viable es que la tenga cualquier centro médico donde se hagan analíticas normales y corrientes en las que haya máquinas para mirar otros parámetros bioquímicos. Es un sistema muy parecido a cuando te miran las enzimas en sangre". El kit completo, tanto de detección como de posterior análisis de resultados, no superaría los 500 euros.
La intención es que este test, barato y ergonómico, sirva como un método de prevención del cáncer. "Podría utilizarse como cribado para detectar el cáncer de manera precoz antes de que aparecieran otros síntomas. Hoy, cuando una cumple cierta edad, se le recomienda que empiece a hacerse mamografías. O, si tienes un pequeño bulto, vas al médico. Pero si tú detectas el problema antes de que tengas ese bulto o debas ir a hacer la revisión de la mamografía, la probabilidad de que se cace el cáncer en un estadio menor, y por descontado de que no haya metastatizado, es infinitamente mayor".
