Un análisis de sangre puede predecir el pronóstico temprano del cáncer de pulmón

ANN ARBOR: las células cancerosas obtenidas de un análisis de sangre pueden predecir cómo les irá a los pacientes con cáncer de pulmón en etapa temprana, demostró un equipo de la Universidad de Michigan.

Esta información podría usarse para determinar qué pacientes tienen más probabilidades de beneficiarse de terapias adicionales para evitar la propagación del cáncer a otras áreas del cuerpo.

Con un nuevo servicio de análisis de células individuales en el Centro Integral del Cáncer de la U-M, los investigadores están haciendo que la tecnología necesaria esté más disponible en el sistema universitario. Esperan que estas “biopsias líquidas” se ofrezcan a los pacientes en los próximos cinco años.

Las células tumorales circulantes, que representan solo una entre mil millones de células en el torrente sanguíneo, son fuentes de información sobre tumores sin explotar en gran medida, pero los nuevos métodos acercan cada vez más su valor diagnóstico a la atención del paciente.

Sunitha Nagrath, profesora de ingeniería química de la UM que diseña dispositivos que pueden capturar estas células raras, dirigió un equipo de oncólogos y cirujanos para explorar cómo las células cancerosas escapan de los tumores y viajan por el cuerpo en el torrente sanguíneo. Así es como se cree que se forman las metástasis, o tumores satélites en otras partes del cuerpo.

“Los tumores arrojaban células constantemente, incluso cuando eran pequeños, eso es algo que aprendimos”, dijo Nagrath. “Aunque definimos los tumores como en etapa temprana, ya están diseminando células en el cuerpo”.

Los pacientes con cáncer de pulmón en etapa temprana, cuyos tumores pueden medir solo unos pocos milímetros de diámetro, generalmente se tratan con extirpación quirúrgica del tumor, pero los resultados del estudio sugieren que esto puede no ser suficiente. Un puñado de pacientes tenían tumores que arrojaban cientos o miles de células tumorales al pulmón.

Rhonda Jack, estudiante de doctorado en ingeniería química y Sunitha Nagrath, profesora asociada de ingeniería química, discuten los resultados de un dispositivo de detección de células cancerosas. Crédito: Joseph Xu “Aunque extirpó el tumor, dejó estos cientos y cientos de células”, dijo Nagrath. “Si sabe que este paciente que sale de la clínica va a recaer después de menos de un año debido a estas células, ¿por qué no lo tratamos ahora?”.

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Con una muestra relativamente pequeña de 36 pacientes, el equipo no puede decir definitivamente que un tumor que se está desprendiendo de forma activa dará lugar a metástasis en un año, pero Nagrath está explorando el poder predictivo de las células cancerosas extraídas de la sangre. En particular, el estudio mostró que grupos de dos o más células tumorales indicaban tiempos de supervivencia más cortos. Seis de los nueve pacientes cuyo cáncer regresó durante los dos a 26 meses de seguimiento tenían células tumorales circulantes que aparecían en grupos.

“En última instancia, este método nos ayudará a buscar y encontrar marcadores potenciales para la propagación metastásica o la detección del cáncer”, dijo Rishindra Reddy, profesora asociada de cirugía de la UM, quien coordinó las muestras de sangre y diseñó el estudio con Nagrath y Nithya Ramnath, profesora asociada. de oncología médica en la Facultad de Medicina de la UM.

Grupos de células agresivas
El análisis genético confirmó que los grupos mostraron una mayor expresión de rasgos agresivos. Eran mejores para moverse, evadir el sistema inmunológico, reclutar células sanguíneas para ayudarlos y resistir los tratamientos. En otras palabras, las células tumorales agrupadas eran más adecuadas para propagar el cáncer a lugares distantes.

“Estos son impulsores de la progresión y la resistencia del tumor, y es más importante abordarlos con la terapia”, dijo Nagrath.

Para recopilar los datos que respaldan estos hallazgos, el equipo tomó muestras de sangre antes, durante y después de la cirugía de extirpación del tumor. En cada etapa, los cirujanos extrajeron sangre de una vena del brazo del paciente, lejos del tumor. Al principio de la cirugía, antes de alterar el tumor, el cirujano también extrajo sangre de la vena pulmonar que drenaba del tumor, donde se espera que las células tumorales estén más concentradas.

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Y lo eran, como mostró Vasudha Murlidhar, entonces estudiante de doctorado en el laboratorio de Nagrath, al analizar todas las muestras utilizando un chip microfluídico de su propio diseño. Mientras que las células tumorales del brazo tenían un recuento medio de alrededor de 1,3 por 3 mililitros, era de 7,5 por 3 ml de sangre del pulmón. Entre los pacientes cuyas muestras de sangre pulmonar revelaron cientos o incluso miles de células tumorales, el número se redujo drásticamente cuando las células llegaron a la vena del brazo.

No podía explicarse por mera dilución. Los investigadores plantean la hipótesis de que los grupos más grandes se atascan en los capilares, lo que podría ser el comienzo de un nuevo tumor, o que muchas de estas células no pueden sobrevivir en el torrente sanguíneo.

Hacia el control del cáncer con análisis de sangre
Nagrath está impaciente por ver que la biopsia líquida comience a beneficiar a los pacientes de la UM. Este estudio ya demuestra que capturar células cancerosas del torrente sanguíneo puede indicar qué pacientes necesitan más un segundo tratamiento, como quimioterapia, para atacar las células que ya se han dispersado en el cuerpo. También podría ayudar a los médicos a elegir medicamentos que sean mejores para explotar las debilidades de estas células agresivas.

Nagrath está haciendo avanzar la tecnología en la UM al codirigir un nuevo brazo de servicio dentro del Cancer Center. El nuevo Núcleo de análisis de células individuales aislará las células cancerosas de la sangre utilizando muchos chips de microfluidos diferentes, desarrollados por el grupo de Nagrath y otros.

Evan Keller, profesor de urología en la Facultad de Medicina, dirigirá las técnicas de análisis celular. Este esfuerzo ayudará principalmente a los investigadores del cáncer a comprender mejor la enfermedad por ahora, pero Nagrath tiene la esperanza de que no pasará mucho tiempo antes de que las biopsias líquidas sean parte de la atención de rutina de los pacientes en Michigan Medicine.

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“Con una simple extracción de sangre, podemos saber el estado dinámico de la enfermedad durante el tratamiento y después del tratamiento, controlándola de cerca. Si algo tiene que aparecer en una tomografía computarizada, es posible que ya sea demasiado tarde”, dijo Nagrath.

El estudio se titula “Pronóstico deficiente indicado por grupos de células tumorales circulantes venosas en cánceres de pulmón en etapa temprana” y aparecerá en Cancer Research.

Los chips de microfluidos para aislar células cancerosas se produjeron en las instalaciones de nanofabricación de Lurie en la UM. Las células capturadas se analizaron con la ayuda del Laboratorio de Microscopía y Análisis de Imágenes y el Núcleo de Secuenciación de ADN del Centro de Cáncer de la UM. Este estudio fue financiado por el Premio Nuevo Innovador del Director de los Institutos Nacionales de la Salud, la Beca UM Lefkofsky y la Beca para Estudiantes Internacionales UM Rackham.

Vasudha es ahora un becario postdoctoral en ingeniería biomédica en la Universidad de California, Davis.

Más información:

  • Resumen del estudio:  Mal pronóstico indicado por grupos de células tumorales circulantes venosas en cánceres de pulmón en etapa temprana

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