El cáncer de pulmón representa la forma más letal de cáncer en el mundo, principalmente debido a que muchos pacientes reciben el diagnóstico en etapas avanzadas.

La realización de pruebas de detección en un mayor número de pacientes podría marcar la diferencia, pero las tasas de detección siguen siendo alarmantemente bajas. En Estados Unidos, solo alrededor del 6% de las personas elegibles se someten a la prueba, según la Asociación Estadounidense del Pulmón. Esta cifra es significativamente inferior a las tasas de detección de cánceres como el de mama, cervical y colorrectal, que superan el 70%.

No obstante, surge la pregunta: ¿Qué ocurriría si la detección del cáncer de pulmón fuera tan simple como inhalar y luego realizar un análisis de orina?

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), con sede en Cambridge, han desarrollado nanosensores diseñados para identificar las proteínas asociadas al cáncer de pulmón. Estos nanosensores pueden administrarse mediante inhaladores o nebulizadores, según una investigación publicada este mes en Science Advances. En caso de que los sensores detecten estas proteínas, generan una señal en la orina que puede ser identificada mediante una tira reactiva de papel.

«Es una versión más compleja de una prueba de embarazo, pero su uso es sumamente sencillo», señaló Qian Zhong, PhD, investigador del MIT y coautor principal del estudio.

Actualmente, la única prueba de detección recomendada para el cáncer de pulmón es la tomografía computarizada de dosis baja. Sin embargo, no todos tienen acceso fácil a instalaciones de detección, según indicó el otro coautor principal, Edward Tan, PhD, ex postdoctorado del MIT y actual científico de la empresa de biotecnología Prime Medicine, con sede en Cambridge, Massachusetts.

«Nuestro objetivo es ofrecer una alternativa para la detección temprana del cáncer de pulmón que no dependa de una infraestructura que requiera muchos recursos», afirmó Tan. «La mayoría de los países en desarrollo carecen de estos recursos, y en algunas zonas de Estados Unidos también es difícil acceder a ellos», añadió.

Cómo funciona

Los sensores empleados son nanopartículas de polímero recubiertas con códigos de barras de ADN, secuencias cortas de ADN que poseen características únicas y son de fácil identificación. Los investigadores diseñaron estas partículas para que fueran dirigidas por enzimas proteasas vinculadas al adenocarcinoma de pulmón en etapa I. Al entrar en contacto con estas proteasas, los códigos de barras se desprenden, ingresan al torrente sanguíneo y se eliminan a través de la orina. Posteriormente, una tira reactiva puede detectarlos, revelando resultados en aproximadamente 20 minutos tras la inmersión. Este sistema fue evaluado en ratones genéticamente modificados para desarrollar tumores de pulmón similares a los humanos. Mediante nebulizadores en aerosol, se administraron 20 sensores a ratones con el equivalente a cáncer en etapas I o II. Utilizando un algoritmo de aprendizaje automático, se identificaron los cuatro sensores más precisos. Estos cuatro sensores exhibieron una especificidad del 100% y una sensibilidad del 84,6%.

«Una ventaja del método de inhalación es su no invasividad, y otra ventaja es que se distribuye de manera bastante homogénea en el pulmón», destacó Tan. Además, el tiempo desde la inhalación hasta la detección es relativamente rápido: en ratones, todo el proceso tomó aproximadamente 2 horas, y se especula que en humanos no sería significativamente más extenso.

En cuanto a otras aplicaciones, una versión inyectable de esta tecnología, también desarrollada en el MIT, ha sido probada en un ensayo clínico de fase 1 para diagnosticar el cáncer de hígado y la esteatohepatitis no alcohólica. Los investigadores demostraron que esta inyección funciona en conjunto con una prueba de orina en 2021. Según Tan, su grupo de investigación, dirigido por Sangeeta Bhatia, MD, PhD, fue pionero en este tipo de tecnología para la detección de enfermedades.

El laboratorio también está explorando el uso de sensores inhalables para distinguir entre neumonía viral, bacteriana y fúngica. Además, la tecnología podría emplearse para diagnosticar otras afecciones pulmonares, como el asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica, según afirmó Tan.

Aunque la tecnología es indudablemente «innovadora», según Gaetano Rocco, MD, cirujano torácico e investigador de cáncer de pulmón en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center, Middletown, Nueva Jersey, que no participó en el estudio, aún pueden surgir desafíos al aplicarla a personas. Diversos factores, como la regulación del volumen de líquido, pueden interferir potencialmente con la capacidad de detectar compuestos en la orina, indicó Rocco. La dieta, la hidratación, la interferencia de medicamentos, la función renal y algunas enfermedades crónicas podrían limitar su eficacia.

Otro desafío a considerar es que el cáncer humano puede ser más heterogéneo, es decir, puede contener diferentes tipos de células cancerosas, por lo que los cuatro sensores identificados pueden no ser suficientes, advirtió Zhong. Él y sus colegas están en las etapas iniciales de analizar muestras de biopsias humanas para determinar si los mismos sensores que funcionaron en ratones también serían efectivos en humanos. Si los resultados son positivos, esperan llevar a cabo estudios en humanos o primates no humanos.