Investigadores europeos, coordinados desde el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona, se han unido para desarrollar el proyecto SPEDOC (Detección precoz de células cancerígenas basada en plasmones de superficie). Con esta iniciativa se trata de crear futuros dispositivos individualizados de diagnosis y seguimiento de la terapia del cáncer, lo que permitirá aplicar tratamientos en fases anteriores y en menos dosis.
Físicos y oncólogos de España, Francia y Suiza se han unido en un proyecto común para desarrollar una innovadora plataforma sensitiva para la detección precoz del cáncer. El proyecto —que se denomina SPEDOC (Detección precoz de células cancerígenas basada en plasmones de superficie) — está coordinado por el profesor Romain Quidant, del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), adscrito a la Universidad Politècnica de Catalunya (UPC), y que además es un investigador contratado por el Programa ICREA (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats) de la Generalitat de Catalunya.
El proyecto SPEDOC, iniciado recientemente y del que se tendrá el primer prototipo dentro de tres años, combina los últimos avances en nano-óptica, manipulación óptica y microfluídica (técnica dedicada a desarrollar dispositivos de paso de fluidos por canales microscópicos) con recientes descubrimientos sobre la proteína HSP70. Según estos descubrimientos, tanto la capacidad de generar tumores como el potencial de metástasis y la resistencia a la quimioterapia se correlacionan con el incremento de la concentración de HSP70 en las células cancerosas.
Asimismo, el cáncer causa un aumento de la concentración de la proteína HSP70 en el riego sanguíneo periférico, en las membranas celulares y en las células cancerosas.
Laboratorio portátil
Los investigadores proponen en este proyecto el diseño de un dispositivo compacto para ser integrado en una plataforma de tamaño reducido (a modo de laboratorio portátil) para ser utilizada en laboratorios biológicos por médicos u operarios no especialistas en técnicas ópticas. Éste mini laboratorio podría ser el precursor de futuros dispositivos individualizados de diagnóstico.
Simultáneamente, la detección precoz del cáncer favorecerá el desarrollo de nuevas terapias que podrán ser proporcionadas al paciente con anterioridad y en dosis menores, con la consiguiente disminución de los efectos secundarios nocivos.
Los elementos básicos para el desarrollo de este innovador dispositivo son los conocimientos sobre la proteína HSP70 y el desarrollo de la tecnología de sensores ópticos basados en lo que se llama el efecto plasmón. Este efecto se basa en ciertas características de las nanopartículas de algunos metales, como por ejemplo el oro, que las hacen actuar como fuentes diminutas (a escala de nanómetros) y muy eficientes de luz y calor.
El laboratorio portátil dispondrá de varios tipos de sensores basados en dichos plasmones. Con ellos se podrá medir tanto la concentración de la proteína HSP70 circulando en la sangre como en las paredes de las células. Esta última medida es particularmente importante ya que gracias a ella se podría localizar la presencia potencial de las peligrosísimas células cancerosas migratorias, muy difíciles de detectar y responsables de que un cáncer controlado en una zona del cuerpo salte y genere metástasis en otra zona no controlada. Además, el sistema para medir la concentración de la proteína HSP70 en las paredes de las células hace uso del efecto plasmón como pinza para atrapar las células y someterlas a examen óptico sin dañarlas.
Los investigadores creen que ambas técnicas podrían proporcionar una sensibilidad diez veces superior a la actual en detección de marcadores cancerosos. Aumentar la sensibilidad en la detección de marcadores contribuirá no sólo a la detección precoz del cáncer sino también a una mayor eficiencia en el seguimiento de su tratamiento, ya que dar por terminada la enfermedad depende de la sensibilidad de las técnicas empleadas.
Tratamiento temprano y menos dosis
También se vería beneficiada la aplicación del tratamiento, tanto en las terapias tradicionales como en las más novedosas, puesto que las dosis podrían administrarse en etapas más tempranas y en menores cantidades (dosis). Estas nuevas terapias, también estudiadas en el ICFO por el grupo del profesor ICREA Romain Quidant, se basan en moléculas de reconocimiento insertadas en nanopartículas de oro. Las nanopartículas viajan guiadas por las moléculas de reconocimiento hasta las células cancerígenas, que, posteriormente, son eliminadas con tecnología láser, haciendo uso de nuevo del efecto plasmón de las nanopartículas de oro.
En el proyecto, financiado por la Comisión Europea dentro del VII Programa Marco, participan, además del ICFO, tres universidades y una empresa: la Universidad de Borgoña; el Institut National de la Santé et de la Recherche Medicale de Dijon; la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne y COSINGO-Imagine Optic Spain S.L.
El cáncer sigue siendo una enfermedad de primer orden en Europa. Aunque las tasas de incidencia específicas por edad se mantienen más o menos estables, el número total de casos aumenta lentamente debido sobre todo al envejecimiento de la población. Esta tendencia se va a mantener en los próximos años, teniendo en cuenta que se prevé que en 2015 habrá un 22% más de población mayor de 65 años. El cáncer afecta a uno de cada tres hombres y una de cada cuatro mujeres a lo largo de su vida. Según datos de la Asociación Española contra el Cáncer, la incidencia en España es de 162.000 casos anuales.
Investigadores del Instituto de Física Corpuscular han logrado medir en el laboratorio la formación de un elemento clave en la evolución de la composición química de los elementos pesados. Un isótopo de este elemento, el Plomo-204, se produce en estrellas gigantes rojas, responsables de la creación de la mitad de los elementos más pesados que el hierro en la naturaleza.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha premiado a los investigadores John Hopfield, de la Universidad de Princeton (EE UU), y Geoffrey Hinton, de la Universidad de Toronto (Canadá), por sus descubrimientos e inventos que permiten el aprendizaje automático con las redes neuronales artificiales.
