Nueva técnica mejora la detección del ADN del cáncer en la sangre

Un equipo dirigido por investigadores del Instituto Broad del MIT y Harvard, el Instituto del Cáncer Dana-Farber y la Facultad de Medicina de Harvard ha desarrollado un nuevo método para identificar miles de mutaciones de ADN de manera precisa y eficiente en la muestra de sangre de un paciente con una secuenciación mínima. El enfoque, llamado MAESTRO, podría algún día permitir la detección de cáncer residual en pacientes que se han sometido a tratamiento, alertando a los médicos sobre la recurrencia de la enfermedad antes y de manera más económica de lo que permiten las técnicas actuales.

«La capacidad de encontrar mutaciones raras en una muestra clínica es útil en muchas áreas de la biomedicina y el diagnóstico», explicó el coautor principal Viktor Adalsteinsson, director asociado del Centro Gerstner para el Diagnóstico del Cáncer en el Instituto Broad. «Las técnicas actuales requieren una gran cantidad de secuenciación para encontrar fragmentos de ADN de baja abundancia, mientras que MAESTRO es lo suficientemente sensible para encontrar miles de mutaciones con una secuenciación cien veces menor».

El trabajo se publica esta semana en Naturaleza Ingeniería Biomédica con los coautores principales adicionales Todd Golub, director del Broad Institute y profesores del Dana-Farber Cancer Institute (DFCI) y la Harvard Medical School (HMS), y Michael Makrigiorgos, profesor de DFCI y HMS.

A la caza del ADN del cáncer

En un paciente con cáncer, las células tumorales derramaron fragmentos de su ADN en la sangre, fragmentos con mutaciones reveladoras que indicaban que procedían del tejido enfermo. Pero cualquier ADN tumoral en una muestra de sangre es una pequeña fracción que flota en un mar de material genético saludable. Detectar con precisión esta escasa cantidad de ADN es un desafío, especialmente cuando se busca la pequeña cantidad de células tumorales que quedan después del tratamiento del cáncer (llamada «enfermedad residual mínima» o MRD).

«Vemos esta necesidad de una mayor sensibilidad», dijo Adalsteinsson. «Y nuestro equipo ha estado trabajando en una serie de tecnologías para abordar eso».

El equipo ha demostrado previamente éxito en la detección de pequeñas cantidades de ADN residual del cáncer a partir de muestras de sangre mediante el análisis de cientos de mutaciones del cáncer. Escanear miles de mutaciones puede mejorar aún más las tasas de detección de MRD, pero esto generalmente requiere una enorme cantidad de secuenciación para brindar resultados precisos. MAESTRO, que significa «secuenciación enriquecida de alelos menores a través de oligonucleótidos de reconocimiento», es un enfoque más eficiente para detectar mutaciones de baja frecuencia.

Cómo funciona MAESTRO

Para usar MAESTRO, los investigadores primero secuencian la biopsia del tumor de un paciente para comprender el panorama de las mutaciones. Con esta información en la mano, pueden crear sondas moleculares especializadas que se unirán solo a aquellas secuencias de ADN asociadas al tumor. Los científicos agregan las sondas moleculares al ADN libre de células de las muestras de sangre, luego eliminan el ADN no unido, lo que permite que las máquinas de secuenciación detecten las raras mutaciones cancerosas de la muestra.

En este estudio, MAESTRO se desempeñó tan bien como los enfoques de secuenciación más convencionales en la detección de cientos de mutaciones de baja abundancia, descubriendo la mayoría y requiriendo significativamente menos recursos. Además, MAESTRO permitió al equipo aumentar la búsqueda a 10 000 mutaciones a bajo costo, mejorando significativamente los resultados de detección.

Los investigadores también volvieron a examinar muestras de pacientes que habían sido analizadas utilizando sus métodos anteriores. Con MAESTRO, descubrieron muchas más mutaciones de cada muestra de sangre analizada, mejorando la detección de MRD después del tratamiento del cáncer.

«MAESTRO combina las ventajas de profundidad y amplitud en un solo protocolo», dijo Makrigiorgos. «Esto abre la posibilidad de detectar MRD antes o identificar el ADN circulante de los cánceres que arrojan muy poco».

«Este proyecto ha sido un gran recordatorio de que los nuevos métodos pueden hacer que la secuenciación del ADN sea aún más poderosa», agregó Golub. «Será emocionante ver cómo MAESTRO puede afectar el descubrimiento básico y, en el futuro, la atención clínica».

En el futuro, el equipo continúa construyendo un conjunto de tecnologías que pueden reducir el costo y aumentar la sensibilidad de la detección del cáncer, de modo que los pacientes que pueden necesitar un tratamiento adicional para prevenir la recurrencia puedan identificarse antes.