Biosensor identifica cáncer de páncreas en etapas iniciales

Dispositivo desarrollado en la Universidad de São Paulo busca un diagnóstico rápido y accesible del cáncer de páncreas, aumentando las probabilidades de tratamiento eficaz

Por Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – Investigadores brasileños desarrollaron un sensor electroquímico capaz de detectar el cáncer de páncreas aún en etapas iniciales. El dispositivo identifica una molécula biomarcadora (CA19-9) de la enfermedad en bajas concentraciones en la sangre del paciente, ofreciendo una alternativa más simple y económica a los exámenes convencionales, que son menos accesibles.

“En las etapas iniciales, el cáncer de páncreas es asintomático, lo que hace que la enfermedad se identifique, en la mayoría de los casos, de forma tardía. Por eso también es uno de los cánceres más letales. En estos casos avanzados, la tasa de supervivencia a 5 años es de apenas el 3 %. La idea de desarrollar este biosensor simple y económico surge del principio de dar acceso al rastreo de esta enfermedad”, explica Débora Gonçalves, profesora del Instituto de Física de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IFSC-USP) y coordinadora del proyecto.

En el estudio, publicado en la revista ACS Omega, los investigadores describen el funcionamiento de un sensor que detecta la presencia de la proteína CA19-9, el principal marcador biológico del cáncer de páncreas. La proteína se utiliza frecuentemente como marcador tumoral en el seguimiento de la enfermedad y suele identificarse únicamente mediante exámenes de laboratorio más complejos.

“En las pruebas que realizamos con 24 muestras de sangre de pacientes en diferentes etapas de la enfermedad y del grupo control, obtuvimos respuestas estadísticamente similares a las de los exámenes tradicionales. El siguiente paso de nuestro trabajo es ampliar el número de análisis y el tipo de muestras, evaluando sangre, saliva y orina proporcionadas por el Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto”, explica Gabriella Soares, doctoranda en Ingeniería de Materiales de la USP, becaria de la FAPESP y primera autora del estudio.

El cáncer de páncreas suele identificarse mediante ensayo inmunoenzimático (Elisa), que requiere laboratorios equipados, mano de obra calificada y un tiempo de procesamiento prolongado en comparación con los biosensores. “Por eso, el objetivo de la investigación fue crear una herramienta de rastreo de bajo costo que facilite el acceso de la población al diagnóstico precoz, aumentando significativamente las probabilidades de éxito terapéutico”, afirma Soares.

El nuevo sensor actúa midiendo la capacidad de almacenar cargas eléctricas (capacitancia) en presencia de la glicoproteína CA19-9 en la sangre de los pacientes, funcionando como un sistema de “llave y cerradura”. Esto se debe a que la superficie del dispositivo contiene anticuerpos específicos contra la proteína CA19-9 y, cuando la sangre del paciente entra en contacto con el sensor, los anticuerpos reconocen las moléculas del biomarcador y capturan la proteína CA19-9.

La unión altera la distribución de cargas eléctricas en la superficie del electrodo y el sensor traduce esta variación en una señal medible de capacitancia. “Cuanto mayor es la concentración de CA19-9, mayor es la variación detectada por el sensor. En aproximadamente diez minutos, el sistema compara el resultado con una curva de calibración preestablecida, estimando la cantidad de la proteína en la sangre. Esto nos permite identificar concentraciones muy bajas de CA19-9, lo que posibilita el diagnóstico precoz de la enfermedad de forma rápida y accesible”, afirma Soares.

El trabajo de los investigadores para desarrollar una solución rápida y económica para la detección precoz del cáncer de páncreas no se detiene ahí. El equipo está desarrollando otros dos sensores, con arquitectura y mecanismos de detección diferentes. “Nuestro objetivo es combinar la respuesta de estos biosensores y analizar el CA19-9 en sangre, orina y saliva de los pacientes. Con ello, podremos avanzar en la precisión y la calidad de los análisis para obtener un resultado extremadamente alineado con la técnica Elisa”, explica la investigadora.

El grupo de investigadores también está trabajando con técnicas de aprendizaje automático para componer una herramienta denominada “lengua bioelectrónica”, capaz de analizar los resultados obtenidos a partir de muestras de sangre, orina y saliva. “Como el volumen de datos generado es grande, se utilizan algoritmos para identificar patrones, realizar predicciones y corregir rutas o errores de lectura”, afirma Soares.

El artículo Supramolecular PDDA/PEDOT:PSS biosensor for early pancreatic cancer detection via CA19-9: clinical validation on human blood samples puede leerse en: pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.5c11381.