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Biopsia líquida: Tecnología actual y aplicaciones clínicas en oncología de precisión

No hay forma de imaginar que tanto puede avanzar la ciencia, cada día es mas fácil encontrar múltiples alternativas, pensamientos, ideas que pueden modificar la forma en que se hacen las cosas. Me encontré este articulo y que bueno ponerse un poco al día con los Lunes de Avances: Liquid biopsy: current technology and clinical applications.

Ya les había hablado sobre el cfDNA (ADN no celular), usado comercialmente para identificar el genero de un feto en formación: Prueba de sangre para determinar el sexo del feto: Método del ADN no celular – Labgoritmus. Ahora, girando la mirada un poco encontramos que es posible identificar perfiles moleculares de cáncer por medio de biopsia líquida, permitiendo un enfoque de oncología de precisión. A partir de la sangre y otros fluidos corporales se pueden aislar ácidos nucleicos extracelulares circulantes (ADN libre no celular; cfDNA), ADN tumoral circulante (ctDNA) y células tumorales circulantes (CTC). Las biopsias líquidas son mínimamente invasivas y proporcionan una metodología para obtener información derivada del tumor a partir de fluidos corporales. El fluido utilizado más común es la sangre.

Técnicas para la detección de ctDNA/cfDNA Se han utilizado muchas técnicas para aislar y analizar ctDNA/cfDNA, por ejemplo, reacción en cadena de la polimerasa digital de gotitas, perlas, emulsión, amplificación e imanes (BEAMing), secuenciación profunda de amplicones etiquetados (TAm-Seq), perfiles personalizados de cáncer mediante secuenciación profunda (CAPP-Seq), secuenciación de bisulfito de genoma completo (WGBS-Seq), secuenciación de exoma completo (WES) y secuenciación de genoma completo (WGS).

• ddPCR: Puede detectar tan solo 0.01–1.0% de material genómico y es útil para identificar mutaciones potencialmente raras y calcular variantes del número de copias.
• BEAMing: Es un método relativamente sensible y económico para detectar mutaciones conocidas. Combina PCR con citometría de flujo y puede detectar alteraciones en niveles tan bajos como 0.01%.
• CAPP-Seq: Identifica alteraciones en ctDNA/cfDNA utilizando grandes bibliotecas genómicas y firmas de secuencia de muestras de pacientes individuales.
• TAm-Seq: Permite un análisis muy específico y sensible (~97%) y puede detectar niveles de ADN tan bajos como 2% mediante el uso de primers para etiquetar e identificar secuencias genómicas.
• WES: Proporciona caracterización y análisis de todas las mutaciones tumorales presentes, por lo que puede identificar posibles oncogenes y genes supresores de tumores.
• WGS: Evalúa todo el genoma tumoral para determinar alteraciones caracterizadas y dañinas junto con variantes de significado desconocido.
• WGBS-Seq: Es el estándar de oro en el análisis de metilación del ADN. Proporciona una medición de citosina única y tiene una precisión muy alta.

Técnicas para la detección de CTC Las CTC se han aislado utilizando el aislamiento basado en biomarcadores y el enriquecimiento positivo o negativo basado en propiedades biofísicas y de otro tipo. Los métodos que se han utilizado para aislar CTCs son la inmunogenicidad, el enriquecimiento positivo, el enriquecimiento negativo y el enriquecimiento basado en propiedades biofísicas (es decir, tamaño, densidad).

• Enriquecimiento por inmunogenicidad: Las células se capturan utilizando biomarcadores específicos expresados en la superficie celular y se aseguran a la superficie de un dispositivo o sustancia magnética.
• Enriquecimiento positivo: AdnaTest utiliza perlas recubiertas de anticuerpos específicos para el tipo de cáncer y se ejecuta la reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real para determinar los patrones de expresión en las células. La clasificación de células activadas magnéticamente (MACS) captura células con nanopartículas magnéticas unidas a anticuerpos.
• Enriquecimiento negativo: El sistema EasySep utiliza una tecnología magnética. Incuba anticuerpos dirigidos a células CD45 y nanopartículas magnéticas con las muestras.
• Separación por propiedades biofísicas: Las CTC suelen ser más grandes que las células de fondo, lo que puede permitir técnicas de centrifugación, microfiltración y dielectroforesis.

Una vez aisladas, las aberraciones en las CTC se pueden identificar con técnicas de ADN, ARN o proteínas.

Aplicaciones clínicas de ctDNA/cfDNA y CTC ctDNA/cfDNA y CTC se están explotando en una variedad de aplicaciones clínicas.

• Diferenciación de patrones de respuesta únicos al bloqueo de puntos de control inmunitario mediante el uso de muestras en serie.
• Predicción de la respuesta al bloqueo de puntos de control inmunitario basada en las características iniciales de la biopsia líquida.
• Predicción de la respuesta y la resistencia a la terapia dirigida y la quimioterapia, así como a la inmunoterapia, incluidas las células CAR-T, basada en el muestreo en serie.
• Evaluación del ADN liberado de múltiples sitios metastásicos.
• Evaluación de alteraciones potencialmente accionables.
• Análisis del pronóstico y la carga tumoral, incluso después de la cirugía.
• Interrogación de tumores de difícil biopsia.
• Detección de cáncer en etapas tempranas.

Ventajas y limitaciones de las biopsias líquidas Las biopsias líquidas tienen muchas ventajas. No son invasivas y son menos costosas que las biopsias de tejido tradicionales. Tienen el potencial de detectar material desprendido de múltiples sitios metastásicos en lugar de analizar una pequeña pieza de tejido biopsiado; por lo tanto, las biopsias líquidas tienen el potencial de detectar mejor la heterogeneidad en el tumor en todos los sitios.

También existen varias limitaciones de las biopsias líquidas. El ctDNA/cfDNA se puede liberar solo en pequeñas cantidades y no todos los pacientes tendrán niveles detectables, especialmente aquellos con baja carga tumoral. Debido a la pequeña cantidad de material liberado en la circulación, la secuenciación puede ser difícil y costosa.

Conclusión Las biopsias líquidas se han convertido en una tecnología notable, con aplicaciones clínicas casi inimaginables hace una década. Se utilizan cada vez más para la caracterización molecular de tumores y para facilitar un enfoque de tratamiento de medicina de precisión. Las biopsias líquidas pueden proporcionar información molecular crítica en tiempo real, especialmente para pacientes que albergan neoplasias de difícil biopsia.

Posibles aplicaciones futuras

• Desarrollo de pruebas de detección temprana más sensibles y específicas: A medida que mejoren las tecnologías de biopsia líquida, se podrán desarrollar pruebas para detectar el cáncer en etapas aún más tempranas, lo que podría mejorar significativamente las tasas de supervivencia.
• Personalización del tratamiento basada en la evolución del tumor: Las biopsias líquidas permiten un seguimiento continuo de los cambios moleculares en el tumor a lo largo del tiempo. Esto podría utilizarse para adaptar el tratamiento a medida que el tumor evoluciona y desarrolla resistencia a los fármacos.
• Identificación de nuevos biomarcadores para el diagnóstico y el pronóstico: El análisis de ctDNA/cfDNA y CTCs puede revelar nuevos biomarcadores que ayuden a diagnosticar el cáncer, predecir su progresión y evaluar la respuesta al tratamiento.
• Exploración de fluidos alternativos: Aunque la sangre es el fluido más utilizado en las biopsias líquidas, la exploración de otros fluidos como la orina, el líquido cefalorraquídeo y el líquido ascítico podría proporcionar información complementaria y mejorar la precisión del diagnóstico y el seguimiento.
• Integración de la fragmentación del cfDNA en la detección y caracterización del cáncer: La evaluación de la fragmentación del cfDNA es una aplicación nueva que puede ayudar a identificar cánceres e incluso el tipo de cáncer.

El panorama actual nos ofrece un abanico de posibilidades sin precedentes para desarrollar herramientas diagnósticas y tecnologías innovadoras. Resulta fascinante imaginar cómo diminutas hebras de ADN, presentes en nuestra sangre o liberadas por células específicas, pueden ser identificadas y analizadas para revelar información crucial sobre enfermedades, procesos biológicos y condiciones de salud. Este campo, que ya está siendo aplicado en diversas áreas, no solo nos permite aprovechar los usos actuales, sino que también nos impulsa a explorar nuevas aplicaciones, incluso de mayor impacto, abriendo un abanico de oportunidades para el futuro de la medicina.

Labgoritmus, laboratorio para todos.