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Medicina

En la sangre, más pistas sobre el cáncer

La biopsia líquida comienza a emplearse para analizar la evolución de los tumores y la necesidad de modificar los tratamientos

Huntsman Cancer Institute, University of Utah/ NATIONAL CANCER INSTITUTE/ SCIENCE PHOTO LIBRARY Células de cáncer de pulmón ‒en color púrpura‒ sensibles a medicamentos dirigidos al blancoHuntsman Cancer Institute, University of Utah/ NATIONAL CANCER INSTITUTE/ SCIENCE PHOTO LIBRARY

En 1847, el médico inglés Henry Bence Jones halló en la orina de personas portadoras de mieloma múltiple una proteína característica de este tipo de cáncer que afecta a la médula ósea. Desde entonces, alrededor de dos decenas de proteínas mensurables en la sangre se emplean como indicadores del surgimiento, el crecimiento o la regresión de tumores. Algunas de ellas se volvieron bastante conocidas, como el antígeno prostático específico (PSA), indicador de tumores de próstata. Son herramientas útiles, si bien no poseen la precisión deseada. En algunos casos, sus niveles pueden hallarse elevados y no por ello habrá un tumor; en tanto, en otros, la enfermedad puede existir y la proteína no ser detectable. En los últimos años, médicos y científicos de centros de oncología de Estados Unidos, Europa y Brasil han empezado a investigar formas de prever la evolución de ciertos tipos de cáncer y sus modos de respuesta a algunos tratamientos mediante la detección de fragmentos de ADN, de células e incluso de vesículas que dichos tumores liberan en la sangre.

Esta estrategia es la biopsia líquida, llamada así porque requiere únicamente la recolección de sangre u otros fluidos corporales, tales como la saliva y la orina. Aún en fase de desarrollo, esta técnica se aplica desde mediados de 2016 en algunos hospitales de São Paulo y Río de Janeiro, suscitando el interés de médicos y pacientes, además del entusiasmo de empresas de biotecnología interesadas en un mercado de venta de equipos e insumos y de realización de test que movilizó 580 millones de dólares en Estados Unidos durante el año pasado, una cifra que ascendería a 1.700 millones de dólares en 2021, según perspectivas de la empresa de estudios de mercado MarketsandMarkets. Sucede que la biopsia líquida promete ventajas con relación a la biopsia tradicional, en la cual se extraen por punción, con aguja o mediante cirugía, muestras del tejido afectado.

Los estudios por imágenes ayudan a detectar un probable cáncer, pero es el análisis que el médico patólogo realiza del material de la biopsia lo que permite definir si un tumor es maligno y qué características posee, información fundamental para definir el tratamiento. Pese a que informa más, la biopsia de un tejido es un procedimiento invasivo que puede requerir internación y el uso de anestesia. En ciertos casos, se opta por no hacerla porque el tumor está peligrosamente cerca de una arteria importante o de un órgano vital. Otra complicación subyacente es que los tumores están formados por distintas poblaciones de células que cambian con el paso del tiempo. Debido a esta heterogeneidad y a la variabilidad, la información que brinda la biopsia tradicional sobre el tumor puede no ser la más completa ni tampoco la más actualizada. Estas dificultades han impulsado la búsqueda de alternativas más confiables que las biopsias de tejidos y más sencillas en cuanto a su concreción, tal como la biopsia líquida. Al poder repetirla con mayor frecuencia, médicos e investigadores comienzan a ver a esta técnica como una posible opción para seguir la evolución de ciertos tipos de cáncer, monitorear la respuesta al tratamiento y detectar el resurgimiento de tumores antes de que se vuelvan detectables en los estudios por imágenes.

La versión de la biopsia líquida que detecta el material genético tumoral en el torrente sanguíneo –el ADN tumoral– ya se aplica en algunos centros oncológicos del exterior y también de São Paulo y Río de Janeiro. A favor de su uso, existen evidencias de que el ADN tumoral presente en la sangre refleja mejor que la biopsia tradicional o que los marcadores proteicos la actividad de las células neoplásicas y las transformaciones por las que pasa el cáncer en el transcurso del tiempo y del tratamiento.

A finales de la década de 1990, investigadores de Francia y de Estados Unidos observaron que la sangre de personas con cáncer contenía más ADN. Poco después, la bióloga brasileña Diana Nunes comprobó que el origen de ese material era, en efecto, el tumor. Nunes cursaba su maestría bajo la dirección del bioquímico inglés Andrew Simpson en el Instituto Ludwig de Investigaciones sobre el Cáncer, en São Paulo, y en colaboración con el oncólogo Luiz Paulo Kowalski, del A.C.Camargo Cancer Center, analizó el material genético extraído de la saliva y de la sangre de personas con cáncer de boca. En un artículo de 2001 en el International Journal of Cancer, el trío probó que parte del ADN hallado en esos fluidos tenía el mismo defecto que el de las células del tumor, por lo tanto, sólo podría provenir de éste. “Eran los albores de la biopsia líquida”, recuerda el biólogo Emmanuel Dias-Neto, coordinador del Laboratorio de Genómica Médica del A.C.Camargo, en donde trabaja Nunes.

El avance en las técnicas de secuenciación genética durante la última década tornó más fácil la detección de las alteraciones que caracterizan a los diferentes tumores y su rastreo en la sangre. El primer test de biopsia líquida disponible comercialmente lo desarrolló la multinacional farmacéutica Roche, y fue autorizado para su uso en Estados Unidos a comienzos de 2015. En junio del año pasado, un laboratorio de Río de Janeiro especializado en test moleculares, Progenética, pasó a hacer biopsias líquidas empleando el kit importado.

El test detecta en la sangre fragmentos de ADN que contienen una alteración en el gen EGFR, específica del adenocarcinoma de pulmón, el tipo de cáncer más común en ese órgano y el más frecuente entre los no fumadores. Conocida por las siglas T790M, esta mutación indica que el tumor se volvió resistente al tratamiento con inhibidores de las tirosinas cinasas de primera y de segunda generación, medicamentos que actúan sobre las células del tumor sin afectar a las sanas.

En São Paulo, el A.C.Camargo Cancer Center ofrece desde agosto de 2016 una versión propia y más vasta de ese test. Desarrollada por el equipo de la bioquímica Dirce Carraro, dicha versión detecta ‒aparte de la T790M‒ otras tres mutaciones en el gen EGFR que tornan al adenocarcinoma sensible a los inhibidores de las tirosinas cinasas. Antes incluso de que el test estuviera disponible para los médicos del hospital, el oncólogo Helano Freitas lo utilizó para orientar el tratamiento de algunas personas con adenocarcinoma que se encontraban bajo su cuidado. Los inhibidores de las tirosina cinasas habían dejado de hacer efecto en 15 de sus pacientes y los tumores habían vuelto a crecer. Freitas pretendía saber cuáles de esas personas eran portadoras de la mutación de resistencia y podrían beneficiarse con el uso de un inhibidor de tercera generación. En ese momento, el experto participaba en un estudio internacional tendiente a evaluar la seguridad y la eficacia de esta nueva generación del medicamento, ya comercializada en Estados Unidos, y podía incluir a nuevos participantes. De las 15 personas, siete tenían la mutación y se les empezó a suministrar la tercera generación del inhibidor de las tirosinas cinasas.

En diciembre pasado, cuando se cerró la posibilidad de incluir a nuevos participantes en el estudio, Freitas dejó de solicitar la biopsia líquida en esos casos, por ahora. Sucede que la recomendación del uso del medicamento de tercera generación fue aprobada en Brasil en enero de este año, pero aún no puede comercializárselo en el país porque no está definido su precio, que será más elevado que el de los inhibidores de primera y segunda generación, que cuestan entre 5 mil y 8 mil reales por mes. “¿De qué serviría que una persona se haga el test y sepa que puede beneficiarse con ese medicamento si no podrá tener acceso al mismo?”, se cuestiona el médico.

Aparte de alteraciones en el gen EGFR, la biopsia líquida que el grupo de Dirce Carraro puso a disposición en el A.C.Camargo analiza mutaciones en otros 13 genes. Algunos están frecuentemente alterados en el cáncer de pulmón, otros en los tumores de intestino (de colon y recto) y otros también en el melanoma, la forma más agresiva de cáncer de piel. Al igual que en el adenocarcinoma pulmonar, en esos casos la biopsia líquida ayuda a orientar el tratamiento, pues permite detectar mutaciones de sensibilidad o resistencia a los medicamentos.

“Los médicos que se interesen también pueden solicitar este test para otros tumores que tengan alguno de esos genes alterados”, sugiere Carraro, coordinadora del Laboratorio de Genómica y Biología Molecular del A.C.Camargo. Desde hace tres años, Carraro trabaja para desarrollar una biopsia líquida que ayude en el monitoreo de la respuesta a la quimioterapia en personas con tumor de Wilms, un cáncer de riñón raro, que suele detectarse entre los 2 y los 5 años de edad y que afecta a uno de cada 10 mil niños. El objetivo a largo plazo es que también se pueda utilizar este test para efectuar el diagnóstico del problema. “Si algún día logramos efectuar el diagnóstico precoz a través del ADN tumoral en la orina, puede volverse factible iniciar el tratamiento antes de que surjan los síntomas”, propone Carraro.

En el Hospital Sirio-Libanés (HSL), el grupo de la investigadora Anamaria Camargo emplea experimentalmente las biopsias líquidas para monitorear la sensibilidad de tres tipos de tumores (de pulmón, de mama y colorrectal) a los medicamentos y detectar en forma precoz el desarrollo de resistencia al tratamiento. Actualmente, los investigadores monitorean a 30 personas de cada uno de esos grupos mediante análisis de sangre que se les realizan mensualmente. “Estamos cuantificando moléculas de ADN que cargan mutaciones asociadas con la resistencia al tratamiento en cada uno de estos tipos de cáncer y verificando si existe una asociación entre la cantidad de ADN con alteraciones, la respuesta al tratamiento y la progresión clínica de la enfermedad”, comenta Camargo, coordinadora del Centro de Oncología Molecular del HSL.

Camargo empezó a trabajar con biopsias líquidas hace casi 10 años, cuando en colaboración con el grupo de cirujanos del aparato digestivo, Angelita Habr-Gama y Rodrigo Oliva Perez, del Instituto Angelita y Joaquim Gama, puso en marcha el desarrollo de un test personalizado para verificar si el tratamiento neoadyuvante con radio y quimioterapia en tumores de recto estaba surtiendo el efecto esperado y detectar la reaparición de la enfermedad. El test se mostró viable, pero en un experimento piloto, se notó que requiere ajustes: fue capaz de detectar con 18 meses de antelación el resurgimiento del tumor, pero no siempre permitió definir si la enfermedad había sido eliminada completamente con el tratamiento (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 237).

En la sangre de una persona con cáncer hay más que ADN del tumor. En ciertas situaciones, ésta puede contener células que se desprendieron del cáncer original, además de pequeñas bolsas (vesículas) que reciben el nombre de exosomas y que están repletas del contenido de las células tumorales.

Ludmilla Chinen/ A.C.Camargo Cancer Center Los microémbolos, formados por células tumorales que migran en conjunto, indican riesgo de metástasisLudmilla Chinen/ A.C.Camargo Cancer Center

La bioquímica Ludmilla Chinen, investigadora del A.C.Camargo, constató que también revelan mucho sobre la afección. La investigadora y sus colaboradores han realizado el seguimiento de 280 personas con distintos tipos de cáncer y notaron que la concentración de células tumorales en la sangre puede servir como indicador dinámico de la respuesta a los medicamentos. “Podemos decir si el tratamiento está teniendo éxito en dos meses, casi la mitad del tiempo que se tardaría para verificarlo mediante un estudio por imágenes”, comenta Chinen.

En los últimos años, la bioquímica y sus colaboradores constataron también que las moléculas expresadas por las células tumorales circulantes pueden indicar tolerancia a determinados medicamentos que se emplean contra el cáncer colorrectal. Los investigadores imaginan también que el análisis de estas células permitiría predecir el surgimiento de metástasis. Realizaron un seguimiento de personas con cáncer de cabeza y cuello avanzado y sin metástasis y observaron que cuando las células tumorales migran en pequeños grupos, los llamados microémbolos, existe una probabilidad mayor de que surjan nuevos focos de la enfermedad.

En 2008, el grupo del médico David Lyden, de la Universidad Cornell, en Estados Unidos, empezó a observar que los exosomas funcionarían como mensajeros celulares, al transportar hacia otros tejidos la información necesaria para preparar nuevos focos del tumor. Con la colaboración de los bioquímicos brasileños Bruno Costa Silva y Vilma Regina Martins, el equipo de Cornell creó un modelo de metástasis de melanoma en ratones. Los investigadores inyectaban en el torrente sanguíneo de roedores con cáncer de piel exosomas característicos del melanoma y seguían el recorrido de las vesículas.

En un trabajo publicado en 2012 en Nature Medicine, verificaron que los exosomas, encontrados en mayor cantidad en las formas más agresivas de ese cáncer, primero migraban hacia la médula ósea. Allí, la información contenida en los exosomas reprogramaba las células madre formadoras de vasos sanguíneos y las orientaba a dirigirse hacia los pulmones, donde además de generar nuevos vasos, éstas generaban una inflamación. A su vez, dicha inflamación creaba un ambiente premetastásico y atraía químicamente a las células tumorales dispersas en la sangre. “El tumor libera esas vesículas antes de que se empiecen a desprender células del mismo para migrar”, explica Regina Martins, superintendente de investigación del A.C.Camargo. “Esto convierte a los exosomas en un potencial blanco de tratamientos que apunten a bloquear la formación de metástasis”, dice la bioquímica.

Algunos expertos estiman que entre el 20% y el 25% de los 30 mil nuevos casos de cáncer de pulmón que surgen anualmente en Brasil tienen alguna mutación en el gen EGFR y podrían beneficiarse con las terapias de blanco específico. “Desde el punto de vista de la salud pública, vale la pena discutir la posibilidad aplicar la biopsia líquida y el uso de esos medicamentos en el Sistema Único de Salud (SUS)”, comenta Helano Freitas.

Pese a esas cifras, aún pasará algún tiempo hasta que la detección de células tumorales circulantes y de exosomas mediante biopsias líquidas se convierta en una rutina en otros hospitales y centros oncológicos. En una etapa inicial, incluso la versión del test más consolidada, la que detecta el ADN tumoral, seguirá estando restringida a la atención privada o pagada por los sistemas médicos particulares.

“Brasil no se ha preparado para ofrecer el diagnóstico molecular en el Sistema Único de Salud”, critica el oncólogo Carlos Gil Ferreira. De 2002 a 2015, Gil Ferreira fue director de investigación clínica del Instituto Nacional del Cáncer (Inca), en Río de Janeiro, y a finales de 2016 dejó de ser socio del laboratorio Progenética. Actualmente coordina las investigaciones en oncología en el Instituto D’Or de Pesquisa e Ensino (Idor), una institución particular en donde un grupo trabaja en el desarrollo de una forma de biopsia líquida para tumores de hígado. “Por una cuestión de costo y estrategia, Brasil no está listo para la era de la medicina de precisión.”

Roger Chammas, docente de oncología en la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (FM-USP) y coordinador del Centro de Investigación Traslacional en Oncología del Instituto del Cáncer del Estado de São Paulo (Icesp), imagina que la incorporación de la biopsia líquida al SUS sólo se concretará después de que se amplíe el acceso a las terapias blanco dirigidas, cuya aplicación puede orientarse mediante estos exámenes.

El biólogo portugués Rui Reis es más optimista. Reis coordina el Centro de Investigación en Oncología Molecular del Hospital del Cáncer de Barretos, en el interior de São Paulo, que atiende exclusivamente a pacientes del SUS, e imagina que, al ponérselas sobre el papel, las ventajas que brinda este tipo de test pueden incluso abaratar el tratamiento del cáncer. “Estos test son caros en una etapa inicial, pero su costo disminuye cuando comienza a utilizárselos a gran escala”, afirma. Antes de que se piense en propagar el uso de la biopsia líquida, será necesario aún descubrir cuál de las técnicas funciona mejor. “Todo el mundo se encuentra en busca del mejor método”, recuerda Reis.

Proyectos
1. Epidemiología y genómica de adenocarcinomas gástricos en Brasil (nº 14/26897-0); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Emmanuel Dias-Neto (A.C.Camargo Cancer Center); Inversión R$ 2.632.274,23
2. Exploración del exoma de carcinomas mucoepidermoides salivales en busca de marcadores pronósticos más precisos (nº 14/07249-7); Modalidad Ayuda a la Investigación – Regular; Investigador responsable Luiz Paulo Kowalski (A.C.Camargo Cancer Center); Inversión R$ 256.192,74
3. La detección de células tumorales circulantes y su correlación con la evolución clínica en el carcinoma epidermoide de cabeza y cuello (nº 13/08125-7); Modalidad Ayuda a la Investigación – Regular; Investigadora responsable Ludmilla Thomé Domingos Chinen (A.C.Camargo Cancer Center); Inversión R$ 306.452,01
4. Aspectos moleculares presentes en el riesgo, el desarrollo y la progresión del carcinoma ductal de mama: Búsqueda de nuevos genes de susceptibilidad e investigación de la progresión del carcinoma in situ y del rol de la mutación en BRCA1 en el tumor triple negativo (nº 13/23277-8); Modalidad Proyecto Temático; Investigadora responsable Dirce Maria Carraro (A.C.Camargo Cancer Center); Inversión R$ 2.364.609,18

Artículos científicos
NUNES, D. N.; KOWALSKI, L. P. y SIMPSON, A. J. Circulating tumor-derived ADN may permit the early diagnosis of head and neck squamous cell carcinomas. International Journal of Cancer. 13 feb. 2001.
TORREZAN, G. T. et al. Recurrent somatic mutation in DROSHA induces microRNA profile changes in Wilms tumour. Nature Communications. 9 jun. 2014.
ABDALLA, E. A. et al. Thymidylate synthase expresion in circulating tumor cells: A new tool to predict 5-fluorouracil resistance in metastatic colorectal cancer patients. International Journal of Cancer. v. 137 (6), p. 1397-405. 2015.
ABDALLA, E. A. et al. MRP1 expression in CTCs confers resistance to irinotecan-based chemotherapy in metastatic colorectal cancer. International Journal of Cancer. v. 139 (4), p. 890-8. 2016.
BUIM, M. E. et al. Detection of KRAS mutations in circulating tumor cells from patients with metastatic colorectal cancer. Cancer Biology and Therapy. v. 16 (9), p. 1289-95. 2015.
AMORIM, M. et al. The overexpression of a single oncogene (ERBB2/ HER2) alter the proteomic landscape of extracellular vesicles. Proteomics. v. 14 (12), p. 1472-79. 2014.
PEINADO, H. et al. Melanoma exosomes educate bone marrow progenitor cells toward a pro-metastatic phenotype through MET. Nature Medicine. v. 18 (6), p. 883-91. 2012.