Próxima generación: perfiles de proteínas de células cancerosas

Nueva técnica genera perfiles detallados de expresión de proteínas (recuadro) de células cancerosas (fondo) CORTESÍA DE RALPH WEISSLEDERLa técnica: Investigadores del Hospital General de Massachusetts han desarrolló un enfoque que permite la caracterización en profundidad de las proteínas presentes en un pequeño número de células. La plataforma de código de barras de anticuerpos con ADN fotoescindible (ABCD), que el equipo describió hoy (15 de enero) en Science Translational Medicine, primero implica pasar las células recolectadas a través de un dispositivo de microfluidos que usa anticuerpos para unirse para aislar células de interés, en este caso, las células cancerosas. A continuación, las células diana se incuban con un cóctel de más de 90 anticuerpos unidos mediante un conector fotoescindible a «códigos de barras» de ADN, secuencias específicas de 70 nucleótidos de longitud del genoma de la patata, que se eligieron para evitar reacciones cruzadas con el ADN humano. A continuación, los anticuerpos no unidos se eliminan por lavado y los conectores de los anticuerpos restantes se escinden tanto enzimáticamente como con luz ultravioleta. Entonces, los enlazadores pueden…

El equipo validó su plataforma ABCD como herramienta de creación de perfiles tanto en líneas celulares como en células de pacientes humanos con cáncer, antes y después de someterse al tratamiento. La plataforma ABCD perfiló con precisión la expresión de proteínas incluso en células individuales. Esta tecnología. . . permite hacer un análisis mucho más completo en muchas menos células, dijo el autor principal Ralph Weissleder, quien dirige el Centro de Biología de Sistemas en Mass General.

Novedades: Métodos tradicionales para evaluar los niveles de proteína en muestras de cáncer lleva mucho tiempo y requiere grandes cantidades de tejido o amplificación, lo que puede sesgar los resultados. El análisis de la plataforma ABCD se puede completar en cuestión de horas, en lugar de los días que tardan los enfoques inmunohistoquímicos tradicionales. También evita la amplificación.

Aquí puede, en combinación, usar muchos, muchos anticuerpos selectivos y detectarlos de una manera muy sensible, dijo Mark Rubin, quien dirige el Instituto de Medicina de Precisión en Weill Cornell Medical. College y New York Presbyterian Hospital, y no participó en la investigación. El uso de tecnología en la que no es necesario amplificar la muestra probablemente también limite el artefacto de tener que aumentar la señal para poder encontrar algo.

Los investigadores eligieron los más de 90 anticuerpos del cóctel para cubrir el control. proteínas, así como las asociadas a vías a menudo perturbadas en el cáncer y las que se utilizan habitualmente en pruebas de diagnóstico. Hay muchos efectos dominó como resultado de los medicamentos [contra el cáncer], dijo el coautor César Castro, director del programa de cáncer en el Centro de Biología de Sistemas de Mass General. Agregó que es muy probable que las vías imprevistas se vean afectadas por el tratamiento farmacológico, pero eso no se ve en los 10 o más marcadores de inmunohistoquímica, por lo que se pierde mucha información. El aumento sustancial en el número de marcadores que proporciona la nueva herramienta nos permite no solo observar los nodos clave en las vías, sino también otras vías relevantes.

Para observar el ARN, el ADN y niveles de proteína en una muestra, los enfoques convencionales dictan dividir la muestra y observar el ARN y el ADN en una mitad, y las proteínas en la otra. Debido a que las muestras divididas probablemente sean heterogéneas, examinarlas por separado no permite a los científicos obtener una visión precisa de los perfiles de expresión. Pero usando la plataforma ABCD, es posible observar el ADN, el ARN y las proteínas en la misma población celular. La técnica le permite hacer un perfil integrado de células cancerosas dentro de los mismos marcos de tiempo, dijo Weissleder.

Importancia: El sello distintivo de la plataforma ABCD es la capacidad de observar la expresión de proteínas en un pequeño número de células. Los pacientes que se someten a biopsias centrales repetidas, que extraen un gran número de células, corren el riesgo de sufrir infecciones y hemorragias. Los aspirados con aguja fina recogen muchas menos células. Castro comparó las experiencias con ser pinchado con una pajilla afilada versus la punta de un alfiler.

En la práctica diaria de la medicina de precisión, tenemos una serie de obstáculos que debemos enfrentar, dijo Rubin. Tenemos que ser capaces de determinar con precisión los cambios genéticos de las células tumorales de un paciente, tenemos que ser capaces de hacer esto durante el curso de su tratamiento, y también tenemos que hacerlo de la manera menos invasiva posible. Esta tecnología aborda todos esos desafíos.

Necesita mejorar: Aunque el estudio ha establecido una prueba de concepto, los expertos están de acuerdo en que la tecnología necesita más validación. Es la primera observación que sugiere que [la tecnología] funciona, dijo Rubin. Ahora debe someterse al rigor de las pruebas de campo, y también debe ponerse en manos de otras personas porque debe demostrarse que puede funcionar en otros laboratorios.

Jeremy Rich, presidente de el departamento de biología de células madre y medicina regenerativa del Instituto de Investigación Lerner de la Clínica Cleveland, que no participó en el estudio actual, advirtió que debido a que la mayor parte del trabajo en el documento se deriva de líneas celulares o se realiza en una pequeña cantidad de pacientes, puede haber algunos baches en el camino cuando la técnica se prueba a mayor escala. Pero sería emocionante decir que tenemos una serie de 90 anticuerpos con código de barras que podrían ser muy útiles para comprender el estado de activación de las vías al inicio y después del tratamiento, dijo.

AV Ullal et al., El perfilado de células cancerosas mediante código de barras permite el análisis de proteínas multiplexadas en aspirados con aguja fina, Science Translational Medicine, 6:219ra9, 2014.

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