Así se detecta un cáncer por su música o su olor

Hay células tumorales que parecen cantar. Vibran en frecuencias inaudibles pero diferentes a las sanas. Hay células tumorales que parecen tocar, en una orquesta desafinada de proteínas sin instrumento. El laboratorio de bionanomecánica de Javier Tamayo, en el CSIC, les pone guitarras y tambores a esos dedos que salen de los cánceres y que vagan por el torrente sanguíneo. Sólo que esos instrumentos musicales son del tamaño de un chip. Y basta una gota de sangre para que suene la música, es decir, se produzcan pequeñísimas vibraciones en forma de notas que únicamente pueden interpretar moléculas desprendidas de las células cancerosas.

Por desgracia, es la peor de todas las melodías. Pero esta herramienta puede salvar muchas vidas, ya que funciona como una biopsia líquida "y por mucha tecnología o inventos que hagamos, lo fundamental es el diagnóstico precoz, porque desde las primeras mutaciones de un cáncer hasta que se hay señales que lo hacen incurable pueden pasar hasta diez años", explica Tamayo, que tiene es sus manos el Premio de la Real Sociedad de Física y la Fundación BBVA. El reconocimiento le llega tras haber desarrollado con éxito, en 2016, un dispositivo capaz de detectar VIH en sangre, apenas una semana después del contagio, bajo el mismo principio: un microchip con palanquitas que vibran al paso de los virus, como un contador, un "espectrómetro".

Así hace 'música' el cáncer M.V.

"Es un mundo mecánico. Son como cuerdas de guitarra, tambores o trampolines a microescala. Su frecuencia de sonido se modifica cuando se deposita algo tan pequeño como una proteína. En este sentido, también estudiamos el sonido de las células tumorales mediante dispositivos ópticos, para ver si ese sonido encierra algo sobre su enfermedad. Es una investigación superdivertida, la parte más loca, porque lo demás [su chip detector de cáncer] tiene ya un grado de desarrollo cercano a ser aprobado por las agencias reguladoras –estadounidenses y de la UE–".

Una máquina, pronto en los hospitales

En 2018, los laboratorios Grifolls inyectaron 2 millones de euros de inversión en la empresa de Tamayo, Montserrat Calleja y su equipo, Mecwins, una filial de su laboratorio en el CSIC, que nació en 2005 y ya acumulaba algunas patentes. La idea es la poder desarrollar prototipos precomerciales de esta tecnología, con una sensibilidad un millón de veces mayor que la utilizada en una clínica habitual. Pueden detectarse sustancias liberadas por el tumor cuando éste no tiene ni un milímetro de diámetro.

"Ahora tenemos la tecnología más madura, nuestros dispositivos son capaces de detectar cualquier biomarcador, de virus o tumores, en concentraciones muy pequeñas", explica el investigador. "Estamos colaborando con el CNIO o el Hospital Doce de Octubre para medir muestras de pacientes para hacer diagnóstico temprano, dentro del proyecto, cánceres de pulmón y mama".

Hay pacientes que tienen síntomas muy indefinidos de una infección. En un análisis de sangre se obtiene información sobre ésta de diferentes maneras, pero se hacen recuentos de sustancias o células como las de las defensas, por unidad de sangre. El enfoque de Tamayo es tener un contador mecánico, directamente, de individuos patógenos o sus derivados. "No se trata de una presunción, como cuando el médico trabaja con una hipótesis, aquí no". Se va a tiro hecho.

Una tecnología de narices

Nariz electrónica Efe

El equipo de Tamayo utiliza materiales convencionales en sus chips. Pero hay un verdadero furor biotecnológico por el grafeno. Es un flexible y finísimo conductor de la electricidad. Se puede hasta inyectar. Ahora ha llegado a las narices electrónicas.

Se trabaja en estos conceptos desde 2010. Sensores de olor que permiten reconocer compuestos químicos en el aire exhalado por un paciente. Entre ellos se pueden identificar biomarcadores tumorales o de virus. En 2016, un equipo liderado por la Universidad Complutense presentó una nariz electrónica capaz de detectar el cáncer de pulmón a partir del aliento de una persona.

La última novedad se ha presentado esta semana por parte de la Universidad de Exer, que ha desarrollado la suya a base de grafeno. Aseguran que a la nariz se le podría conectar un cerebro de inteligencia artificial para buscar patrones patológicos. Según Ben Hogan, coautor del estudio, "los nuevos biosensores que hemos desarrollado muestran que el grafeno tiene un potencial importante para su uso como electrodo en dispositivos de nariz electrónica para detectar cáncer de pulmón. Por primera vez, Hemos demostrado que, con el patrón adecuado, el grafeno se puede utilizar como un detector específico, selectivo y sensible".

Al detectar marcadores tumorales en la exhalación, es como un control de alcoholemia, pero con tumores

Actualmente no hay métodos de detección baratos, simples o ampliamente disponibles para el diagnóstico temprano del cáncer de pulmón. Sin embargo, para la nueva investigación, el equipo de Exeter observó si el grafeno podría formar la base para un nuevo dispositivo biosensor mejorado. "Creemos que con un mayor desarrollo de nuestros dispositivos, una prueba de aliento barata, reutilizable y precisa para la detección temprana del cáncer de pulmón puede convertirse en una realidad". Como un control de alcoholemia, pero de tumores.

En cualquiera de los casos, las nuevas máquinas que detectan enfermedades analizando biomarcadores, dotadas o no de inteligencia artificial, tienden a ser mucho más fiables –sin menospreciar la intuición y experiencia humanas de los profesionales médicos–. A ellos, quizás en el futuro, les toque el papel de la empatía y la orientación de tratamientos, más que el de realizar mil pruebas diagnósticas. "Uno de los problemas diagnósticos actuales es que a veces necesitas detectar anticuerpos. Con estos dispositivos eliminas cualquier presunción sobre lo que vas a analizar".