La curiosidad nunca mató al científico

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Tu aliento podría decirte si padeces cáncer

Sin duda alguna, una de las enfermedades más importantes que existen en la actualidad es el cáncer. Un porcentaje muy alto de la población tienen, han tenido o tendrán cáncer en algún momento de su vida, y la posibilidad de no recuperarse es bastante elevada, dependiendo del tipo de cáncer.

Por tanto, se está poniendo especial enfásis y bastantes recursos en intentar acabar con esta enfermedad. Mientras llega ese esperado día, es muy importante detectar la patología de una manera precoz, incluso antes de no padecer ninguno de los síntomas. Se están investigando métodos de detección que posean características favorables para el paciente, que no sean invasivos, sin dolor y lo más simples y rápidos posible. Muchos de estos métodos son bastantes novedosos, como la detección de cáncer mediante el análisis del aliento.

Existen evidencias de que algunos compuestos orgánicos volátiles (VOCs), como hidrocarburos, alcoholes, aldehídos o cetonas que pueden ser detectados en el aliento de un paciente son posibles marcadores de cáncer.

Existen diferentes técnicas analíticas con las que se pueden realizar el análisis de estos compuestos volátiles, pero destacan dos: cromatografía de gases con espectrometría de masas (GC-MS) y “arrays” de sensores de gases (nariz electrónica).

Equipo de Cromatografía de gases - Espectrómetro de gases

Equipo de Cromatografía de gases – Espectrómetro de masas

Evidentemente, el análisis de VOCs para detectar cáncer es un método de screening, y por tanto para la total seguridad de que el paciente padece la enfermedad es necesario un análisis más específico e intrusivo, como una biopsia. Pero es una buena opción, por su bajo coste y sencillez, para hacer chequeos globales de la población y encontrar más pacientes con tiempo de tratar su enfermedad. Se necesita más trabajo para identificar, con absoluta certeza, más marcadores de cáncer que se encuentren en el aliento y que aparezcan en las fases más tempranas de la enfermedad, pero el futuro de estos métodos es muy prometedor.

Nariz electrónica para análisis de gases

Nariz electrónica para análisis de gases

Gracias a los investigadores se está consiguiendo que la detección de diferentes enfermedades cada vez sea más fácil, rápida y barata.

ResearchBlogging.orgBogusław Buszewski, Joanna Rudnicka, Tomasz Ligor, Marta Walczak, Tadeusz Jezierski, & Anton Amann (2012). Analytical and unconventional methods of cancer detection using odor Trends in Analytical Chemistry, 38 DOI: 10.1016/j.trac.2012.03.019

Los biomarcadores como base en el diagnóstico de enfermedades

EstetoscopioLas enfermedades son procesos que nos han acompañado en el pasado y que parece que siempre nos acompañarán, aunque su variedades cambien en el tiempo con el desarrollo humano. No suele gustarnos ir al hospital, pero es algo que solemos hacer bastantes veces a lo largo de la vida. Nuestra salud ha mejorado mucho y tras los avances científicos de los últimos años cada vez es posible diagnosticar un mayor número de enfermedades y de manera más simple y efectiva. Para algunas enfermedades este diagnóstico puede llevarse a cabo solamente con la constatación de los síntomas del paciente, pero para otras es necesario pruebas más complejas. Por otro lado, existen enfermedades diferentes que poseen unos síntomas muy similares y deben ser diagnosticadas de manera inequívoca. Para estos casos, los análisis químicos son la solución más adecuada para la valoración de la enfermedad.

Los últimos avances también permiten la detección muy precoz de ciertas enfermedades, incluso antes de que se produzcan los síntomas, o la predisposición de llegar a desarrollar la enfermedad. De esta manera se puede actuar a priori para evitar esa enfermedad. Todo lo anterior es posible gracias a los biomarcadores.

La teoría dice que un biomarcador es una característica o cambio fisiológico, bioquímico o morfológico medible y evaluable a nivel molecular, bioquímico o celular que actúa como indicador de un proceso biológico normal o patológico, o como respuesta a una intervención terapéutica.

Existen diferentes clasificaciones de los biomarcadores, una de estas clasificaciones puede llevarse a cabo según la información que proporcionan:

  • De riesgo: informan sobre la predisposición de padecer una patología. Estos biomarcadores son importantes para la identificación de los individuos de una población que pueden ser sensibles a cierta dolencia. Un biomarcador de riesgo de enfermedades cardiovasculares es la medida de los niveles de colesterol.
  • Diagnósticos: dan información sobre si un paciente padece una enfermedad o si ha estado expuesto a algún tóxico o patógeno. Por ejemplo, el anticuerpo antitransglutaminasa tisular es un biomarcador diagnóstico de la enfermedad celíaca.
  • Pronósticos: informan sobre la progresión de la enfermedad, es decir, si la enfermedad mejora o empeora tras el tratamiento correspondiente. El receptor de membrana EphB4 es un biomarcador pronóstico del cáncer de colon.

Otra posible clasificación de los biomacadores es según su naturaleza:

  • Óhmicos: provienen del estudio de los genes (genómica), de las proteínas (proteoma) y de los metabolitos (metaboloma).
  • Epigenéticos: provienen de los cambios epigenéticos que se producen en el ADN y que tienen relación con alguna patología.
  • Moléculas de microRNA: las moléculas de microRNA se expresan en cantidades diferentes ya sea en células normales o cancerosas.

El biomarcador ideal deber proporcionar información diagnóstica, pronóstica y terapéutica adicional a la que se obtiene a partir de los datos clínicos del paciente, y además debe poseer, al menos, estas características química-analíticas:

  • Alta especificidad: la medida de ese biomarcador debe ser específica a una enfermedad.
  • Facilidad de muestreo: se debe evitar, en lo posible, la recogida de muestras invasivas. Por ejemplo, saliva mejor que orina y ésta mejor que sangre, ya que es menos molesto para el paciente.
  • Representatividad: los niveles del biomarcador en la muestra recogida deben ser niveles representativos del biomarcador en el organismo.
  • Se debe conocer la cinética de formación como su estabilidad.

Características ideales de un biomarcador

Lo más frecuente y sencillo en el diagnóstico de enfermedades es que el biomarcador sea un cambio medible en la concentración de una sustancia química o la simple presencia o ausencia de esa sustancia. Comúnmente se le llama biomarcador a esa sustancia química. Aunque existen biomarcadores más complejos, como por ejemplo patrones moleculares de diferente índole, en este caso el estudio del proteoma será muy importante.

Para la adecuada selección de un biomarcador, primero se debe realizar un estudio profundo de las patologías para ver que parámetros se ven alterados a causa de ellas, de manera que se identifican esos biomarcadores. A continuación, se deben seleccionar los más adecuados que proporcionen la mayor información posible, y se procede a validar esos biomarcadores. En general, la validación consiste en relacionar el biomarcador con el estado de salud del paciente y que el biomarcador pase las pruebas correspondientes de calidad, de manera que debe poseer unas características que se acerquen a las ideales antes mencionadas, que lo hagan viable para su análisis.

Existe una continua búsqueda de nuevos biomarcadores que den información más completa sobre la enfermedad que los que ya hay conocidos, o que puedan ser detectados más fácilmente. Algunas de las enfermedades con más incidencia en la actualidad, y en las que la búsqueda de buenos biomarcadores tiene una gran interés son el cáncer, las enfermedades neurodegenerativas y las cardiovasculares.

Mycobacterium Pneumoniae

Colesterol HDL y LDL

La multidisciplinariedad es realmente importante en todo el proceso del diagnóstico de una enfermedad, desde que se conoce la enfermedad, se describen biomarcadores para esa enfermedad, se deciden los más adecuados para el diágnostico y se desarrolla el método analítico adecuado para llevar a cabo su detección. En todo este proceso, hay gran cantidad de profesionales de diferentes ámbitos como la biología, la química, la medicina o incluso de otros campos, como la física o la bioinformática.

La rapidez es un factor clave en el diagnóstico de enfermedades, ya que cuanto antes se detecte antes se pueden tomar medidas correctivas para su tratamiento, por tanto, los métodos de screening para la detección de enfermedades son muy importantes y deben ser un campo de trabajo en el que hay que apostar muy fuerte en los próximos años.

Las mejoras que hay en el presente en este ámbito se deben, principalmente, a la búsqueda de nuevos biomarcadores que puedan dar un diagnóstico lo más precoz posible (incluso mucho antes de tener la enfermedad) y con la mayor información que se pueda obtener sobre esa patología, por ejemplo su evolución tras el tratamiento. Gracias, a que cada vez se conocen más datos sobre las enfermedades, y al perfeccionamiento de las técnicas analíticas empleadas para su detección, se están pudiendo utilizar mejores biomarcadores.

Los biomarcadores son unas de las sustancias químicas más importantes en la actualidad ya que la salud es y siempre será un tema trascendental en la sociedad. Detrás de la detección de una enfermedad en los hospitales ha habido muchísimo trabajo multidisciplinar durante años por parte de científicos, trabajo que seguramente, en su gran mayoría, ha sido pagado con dinero público. La salud es un tema con el que no se puede jugar, pero si recortamos salvajemente el dinero invertido en I+D como está sucediendo en España, probablemente los avances en temas de salud que estamos consiguiendo en los últimos años se vean reducidos en los próximos.

Referencias

Biomarcadores: analítica, diagnóstico y terapéutica, Monografía XXX de la Real Academia Nacional de Farmacia, Fidel Ortega-Ortiz Apodaca (Ed.), 2010.

Esta entrada participa en el XII Carnaval de Biología que este mes organiza Raúl de la Puente en Blog de Laboratorio y en el XIV Carnaval de Química que organiza Bernardo Herradón en Educación Química.