Análisis de sangre detecta tumores cerebrales en una etapa temprana

La detección de un tumor cerebral en la etapa más temprana posible permite un tratamiento más rápido y una cirugía más segura, que son esenciales para mejorar las posibilidades del paciente de obtener un buen resultado clínico.

Pero el diagnóstico de tumores cerebrales es una tarea difícil, ya que los síntomas comunes, como dolores de cabeza o cambios en la memoria, no son específicos del cáncer.

Como tal, muchos tumores permanecen sin ser detectados hasta que son más grandes o de un grado más alto.

Un equipo de investigación en el Reino Unido ha demostrado ahora que la biopsia líquida espectroscópica puede detectar gliomas tanto pequeños como de bajo grado, y podría aumentar la probabilidad de un diagnóstico precoz.

Las biopsias líquidas son una herramienta de diagnóstico mínimamente invasiva en la que se analizan pequeñas muestras de sangre.

Para el diagnóstico del cáncer, la mayoría de las biopsias líquidas detectan material genético como el ADN circulante.

Pero los tumores en etapa temprana pueden tener niveles extremadamente bajos de material genético canceroso en la sangre, y para los tumores cerebrales, la barrera hematoencefálica crea limitaciones adicionales.

Los investigadores están desarrollando un enfoque alternativo.

En lugar de detectar material genético específico, analizan la composición molecular de una muestra de sangre utilizando espectroscopia infrarroja de transformación de Fourier de reflexión total atenuada (ATR-FTIR) combinada con algoritmos de aprendizaje automático.

“La espectroscopia se utiliza como una evaluación amplia de la composición completa de la muestra de sangre, que contiene más de 20.000 moléculas“, explica el primer autor Ashton Theakstone de la Universidad de Strathclyde.

Theakstone y sus colegas examinaron 177 muestras de suero sanguíneo de pacientes con tumores cerebrales de diferentes tamaños, incluidos 90 pacientes con gliomas de grado alto y bajo, así como 87 controles asintomáticos.

Midieron los volúmenes tumorales mediante imágenes por resonancia magnética y dividieron a los pacientes en dos grupos según sus parámetros de resonancia magnética (ponderados en T1 con realce de contraste o ponderados en T2 / FLAIR).

Los investigadores realizaron las biopsias líquidas depositando 3 µl del suero de cada paciente en un portaobjetos de muestra óptico y recolectando nueve espectros por paciente, lo que generalmente tomaba 15 minutos.

Recolectaron espectros en el rango de número de onda 4000–450 cm^-1, con análisis espectral enfocado en la región de huellas dactilares (1800–1000 cm ^{− 1}).

El equipo utilizó por primera vez el análisis de componentes principales (PCA) para examinar los espectros del grupo T1, todos los cuales tenían tumores de glioblastoma de grado IV, y de los pacientes de control.

PCA proporciona una visualización clara de cualquier variación entre estos conjuntos de datos e identifica regiones importantes de número de onda dentro de los datos espectrales.

El análisis reveló una distinción entre tumores y controles, que los investigadores utilizaron para determinar las bandas de número de onda responsables de esta separación.

“Cualquier variación dentro de regiones particulares de número de onda corresponde a ciertos grupos funcionales que se conocen en la literatura”, explica Theakstone.

“Por ejemplo, la región entre aproximadamente 1700 y 1500 cm^-1 corresponde a la amida I y amida II de las proteínas, por lo tanto, las variaciones dentro de esta región se relacionan con las fluctuaciones en el contenido de proteínas en la sangre“.

A continuación, el equipo examinó la capacidad de tres modelos de clasificación (bosque aleatorio, análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA) y máquina de vectores de soporte) para diferenciar estos tumores de alto grado de los controles.

Para cada modelo, los datos se dividieron en un conjunto de entrenamiento, utilizado para identificar firmas biológicas y un conjunto de prueba.

El modelo PLS-DA tuvo la mayor capacidad predictiva, con una sensibilidad del 98,5%, una especificidad del 95,1% y una precisión equilibrada del 96,8%.

El equipo repitió este proceso con el grupo T2 / FLAIR, que incluía principalmente tumores de bajo grado (grado II) y algunos tumores de grado III.

Nuevamente, PLS-DA tuvo el mejor desempeño en la diferenciación de tumores de los controles, con una sensibilidad del 88,7%, una especificidad del 94,7% y una precisión equilibrada del 91,7%.

Para minimizar los errores de sensibilidad y especificidad y al mismo tiempo minimizar el tiempo de análisis, los investigadores repitieron cada clasificación 51 veces.

Señalan que la primera iteración para cada modelo de clasificación dio predicciones correctas para todos los pacientes dentro de la cohorte T1 y la mayoría del grupo T2 / FLAIR.

Significativamente, el modelo identificó correctamente a un paciente con un tamaño de tumor de solo 0,2 cm³ como paciente con cáncer para cada iteración y para los nueve espectros registrados.

“Por lo tanto, podemos afirmar con seguridad que este modelo identificará tumores tan pequeños como 0,2 cm³ con una tasa de éxito del 100% en este ejemplo en particular“, dice Theakstone.

Los investigadores concluyen que su biopsia líquida espectroscópica es muy prometedora como una herramienta de diagnóstico potencial para el diagnóstico temprano de tumores cerebrales.

Es importante destacar que, y a diferencia de otras biopsias líquidas, este método parece insensible al volumen del tumor.

Señalan que la prueba podría utilizarse para realizar un seguimiento rápido de los pacientes que necesitan imágenes médicas, y continúan con esta investigación para ofrecer una herramienta de clasificación en etapa temprana para la detección del cáncer de cerebro.

Además, Dxcover, con sede en Glasgow, una empresa derivada de la Universidad de Strathclyde, está comercializando una plataforma de detección temprana basada en la técnica de biopsia líquida espectroscópica.

“Este avance es un momento decisivo en el desarrollo de la detección temprana del cáncer“, dice Matthew Baker, director técnico y cofundador de Dxcover, en un comunicado de prensa.

“El estudio demuestra la eficacia de nuestra biopsia líquida de cáncer de cerebro Dxcover para detectar incluso los tumores cerebrales más pequeños, lo cual es una gran noticia para la atención de futuros pacientes con cáncer de cerebro, ya que aumenta las opciones de tratamiento y, potencialmente, extiende la esperanza de vida“.

Fuente: Cancers