Tatuaje biomédico detecta hipercalcemia asociada al cáncer

Un nuevo estudio describe cómo un implante sintético, tipo lunar, reconoce los niveles elevados de calcio en la sangre asociados con los tumores incipientes de cáncer de próstata, pulmón, colon y mama.

Desarrollado por investigadores de ETH Zúrich (Suiza; www.ethz.ch) y la Universidad de Basilea (Suiza), el llamado sistema de alerta temprana está compuesto por una red genética encapsulada integrada en las células del cuerpo humano implantadas debajo de la piel, donde constantemente monitoriza los niveles de calcio en la sangre. Cuando los niveles de calcio exceden un umbral predeterminado, una cascada de señalización sintética expresa tirosinasa transgénica, que desencadena la producción de melanina en las células genéticamente modificadas. La piel forma un lunar marrón que es visible a simple vista.

Los investigadores validaron el diseño en ratones de tipo salvaje inoculados con células hipercalcémicas de adenocarcinoma de mama y colon. Todos los ratones, que fueron implantados con las células subcutáneas, diseñadas, encapsuladas, desarrollaron tatuajes, mientras que estos no se observaron en los animales inoculados con células tumorales normocalcémicas. El estudio también confirmó que el lunar biomédico sintético no solo se podía detectar a simple vista, sino que también se podía cuantificar ópticamente. Todos los animales permanecieron asintomáticos durante todo el período experimental de 38 días. El estudio fue publicado el 18 de abril de 2018 en la revista Science Translational Medicine.

“Reconoce los cuatro tipos más comunes de cáncer: cáncer de próstata, pulmón, colon y mama, en una etapa muy temprana, es decir, cuando el nivel de calcio en la sangre aumenta debido al tumor en desarrollo”, dijo el autor principal, el Profesor Martin Fussenegger, PhD, del departamento ETH de ciencia e ingeniería de biosistemas. “Una persona que lleva el implante debe ver a un médico para que le haga una evaluación posterior después de que aparezca el lunar. No es razón para entrar en pánico; el lunar no significa que la persona tenga probabilidad de morir pronto”.

“Está destinado principalmente para el autocontrol, por lo que es muy rentable. Sin embargo, para aquellos que prefieren no lidiar con el estrés constante, también se puede usar un implante que desarrolle una marca visible solo bajo una luz roja”, concluyó el profesor Fussenegger. “La desventaja es que la vida útil de un implante de este tipo es limitada. Las células vivas encapsuladas duran alrededor de un año, según otros estudios. Después de eso, deben ser desactivadas y reemplazadas”.

El calcio es un elemento esencial vital para la salud de los sistemas muscular, circulatorio y digestivo; es indispensable para la construcción de hueso; y apoya la síntesis y la función de las células sanguíneas. Por ejemplo, regula la contracción de los músculos, la conducción nerviosa y la coagulación de la sangre. Como resultado, los niveles de calcio intracelular y extracelular están estrechamente regulados por el cuerpo. El cáncer puede causar hipercalcemia por degradación ósea, liberando exceso de calcio en la sangre; algunos tumores pueden producir proteínas que imitan a la hormona paratiroidea y otros pueden afectar la capacidad de los riñones para eliminar el exceso de calcio.