El invento que jubilará a las biopsias recogiendo muestras sin dolor ni dejar cicatrices: "Es un desarrollo emocionante"

Las cifras no mienten: antes de que acabe 2025 se habrán diagnosticado cerca de 300.000 nuevos casos de cáncer en España, un ligero incremento del 3,3% con respecto a 2024. El envejecimiento de la población, el crecimiento demográfico, los cambios en el estilo de vida... son factores que hacen pensar que estos números seguirán al alza en los próximos años, por lo que se necesitan nuevas tecnologías como una pequeña pegatina que vigila el estado de los órganos.

A día de hoy, lo más habitual es recurrir a las biopsias, tanto para detectar un cáncer como para otras enfermedades. El procedimiento implica extraer fragmentos de tejido, para lo que se recurre a punciones o incisiones que pueden causar dolor a los pacientes e incluso dejar cicatrices permanentes. Al ser intervenciones invasivas, también se limita la frecuencia y la exhaustividad del análisis de los órganos enfermos.

Las biopsias líquidas ya se están realizando para obtener diagnósticos más rápidos a través de análisis de sangre, pero todavía tienen sus limitaciones, por lo que científicos de todo el mundo siguen buscando otros métodos alternativos.

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Es el caso de un equipo interdisciplinar del King's College de Londres (Reino Unido), que acaba de presentar un parche con agujas microscópicas capaz de recopilar información molecular de los tejidos sin dolor y sin necesidad de extirparlos.

"Llevamos doce años trabajando en nanoagujas, pero este es nuestro desarrollo más emocionante hasta la fecha", explica Ciro Chiappini, autor principal del artículo publicado en Nature Nanotechnology, en un comunicado de prensa. "Abre un mundo de posibilidades para las personas con cáncer cerebral, Alzheimer y para el avance de la medicina personalizada".

Nanoagujas

La clave de este nuevo método de diagnóstico reside en estas nanoagujas de silicio poroso de tamaño diminuto: son 1.000 veces más delgadas que un cabello humano. En vez de extirpar el tejido, simplemente se ponen en contacto con él a través de un parche, y son capaces de recoger biomoléculas, como las proteínas, el ARNm o los lípidos, un tipo de grasas importantes para el metabolismo y las enfermedades.

Al hacer esto, las nanoagujas crean una "réplica molecular" del tejido, como si fuera un molde o una huella, sin destruir ni alterar ni un ápice la muestra original.

Vista ampliada de las nanoagujas Chiappini Lab Omicrono

Una vez que las moléculas se adhieren a las nanoagujas, se utiliza una técnica de espectrometría de masas para identificar y mapear la distribución de los lípidos en la réplica, reflejando con precisión cómo se distribuyen en el tejido original y cómo es su estructura o morfología.

Lo mejor es que este método no causa ningún daño ni dolor en el paciente. Eso podría facilitar enormemente el diagnóstico temprano de enfermedades como el cáncer o el Alzheimer, además de comprobar la reacción del organismo a la administración de medicamentos de forma rápida y fiable.

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Para poner a prueba sus posibilidades, el equipo de Chiappini realizó pruebas en biopsias de gliomas humanos. Este tipo de tumor cerebral es un buen modelo de estudio porque altera el metabolismo de los lípidos para crecer, lo que significa que la composición de sus grasas puede aportar información importante sobre la enfermedad.

Los resultados mostraron que las muestras obtenidas con las nanoagujas permitieron clasificar con precisión el estado de la enfermedad, procesando la información obtenida con la espectrometría de masas gracias a un sofisticado algoritmo de inteligencia artificial.

Selección de muestras en un laboratorio Wikimedia Commons Omicrono

Además, los investigadores también llevaron a cabo un seguimiento de gliomas en ratones tratados con un medicamento de quimioterapia llamado temozolomida (TMZ). Gracias a la capacidad de las nanoagujas para tomar muestras repetidamente de un mismo tejido vivo, se pudieron observar cambios en la composición de los lípidos a lo largo del tiempo y en respuesta al tratamiento: el tamaño del tumor disminuyó significativamente en las muestras tratadas con TMZ.

"Este enfoque proporciona información molecular multidimensional de diferentes tipos de células dentro del mismo tejido. Las biopsias tradicionales simplemente no pueden lograrlo", sostiene Chiappini. "Y como el proceso no destruye el tejido, podemos tomar muestras del mismo tejido varias veces, algo que antes era imposible".

Resultados en tiempo real

Además de poder aplicarse en sustitución de la biopsia convencional, este método también podría usarse durante una neurocirugía para que los médicos puedan tomar decisiones con mayor rapidez y precisión.

Frente a los dilatados tiempos que exigen las biopsias, que tardan entre uno y cinco días en ofrecer resultados concluyentes, el parche de nanoagujas puede hacer lo mismo en apenas 20 minutos, lo que podría orientar a los cirujanos durante la operación a la hora de extirpar tejido canceroso.

Diagrama de los investigadores sobre los tipos de biopsia King's College London Omicrono

De momento, lo más complejo es la propia fabricación de estas nanoagujas, para lo que se siguen procesos similares a los que requiere la fabricación de chips como los que se usan en ordenadores o dispositivos móviles.

Una vez fabricadas, pueden aplicarse como una delgada capa a todo tipo de dispositivos médicos, desde vendajes a endoscopios o incluso lentes de contacto para detectar enfermedades oculares.

Este nuevo tipo de diagnóstico no invasivo tiene un enorme potencial, y así lo resume el propio Chiappini: "podría ser el principio del fin de las biopsias dolorosas. Nuestra tecnología abre nuevas vías para diagnosticar y monitorear enfermedades de forma segura e indolora, ayudando a médicos y pacientes a tomar decisiones más acertadas y rápidas".