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Avances tecnológicos en la investigación del cáncer

 ¿Qué es la tecnología CRISPR?

Origen y descubrimiento

Durante los años 80 el biólogo molecular Yoshizumi Ishino y su equipo de la Universidad de Osaka, describieron por primera vez unas secuencias repetidas muy características en el genoma de Escherichia coli. En 1993, el microbiólogo Francisco Juan Martínez Mojica identificó secuencias repetidas en una arquea y en bacterias, ahí fue donde acuñó el término CRISPR (Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas Regularmente Interespaciadas).

Poco después, los investigadores encontraron que ciertos espaciadores derivan de virus bacteriófagos o plásmidos; por lo que se sugirió que dichas secuencias formaban parte de algún “sistema inmunitario” de organismos unicelulares.

En 2007, el equipo de Rodolphe Barrangou publicó un artículo en el que detallaba cómo las secuencias CRISPR, junto a unas proteínas llamadas “cas”, proporcionan resistencia adquirida a infecciones pasadas en bacterias procariotas.

Cómo funciona CRISPR-CAS

El CRISPR es una región del ADN que actúa como un mecanismo inmunitario frente a los virus, es decir, las bacterias que sobreviven guardan la información del agresor.

Cuando el virus vuelve a atacar, la bacteria identifica los genes indeseables gracias a la información ya almacenada y esto le permite destruir el virus. De acuerdo al científico José Miguel Mullet, la tecnología CRISPR permite editar el ADN del propio organismo. 

El CRISPR y el cáncer

En 2019, en Estados Unidos se inició el primer estudio clínico de una inmunoterapia con CRISPR para el cáncer y se siguen haciendo investigaciones con otros tratamientos oncológicos con CRISPR.

Técnica de “trituración del cáncer” impulsada por CRISPR

Esta técnica consiste en programar CRISPR para concentrarse en la repetición y luego destruir las células cortándolas. El trabajo con líneas celulares de un paciente cuyo glioblastoma regresó después de tratamientos anteriores, el equipo utilizó CRISPR para destruir las células tumorales y preservar las sanas.

Los tratamientos contra el cáncer rara vez acaban con las células tumorales, y a partir de la investigación anterior se cree que las células mutadas tienen una firma genética única a la que se puede atacar.

Usar un método computacional para analizar el conjunto de genomas de las células cancerosas, el equipo identificó el ADN no codificante para identificar el código repetitivo que todas compartían y así poder guiar CRISPR hasta las células cancerosas mutadas y destruirlas. Es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser la puerta a la destrucción potencial del cáncer.

La Inteligencia Artificial

Investigadores estadounidenses y británicos han desarrollado algoritmos con inteligencia artificial como una alternativa innovadora al momento de utilizar enormes conjuntos de datos para ayudar a descubrir las causas complejas del cáncer y mejorar los tratamientos.

El uso de la IA en oncología es de los procedimientos con más potencial para detectar de forma precoz diversos tipos de cáncer, especialmente el de mama.

Miembros de la Universidad de Aberdeen y las empresas Kheiron Medical Technologies y Microsoft han diseñado con éxito el software MIA que incrementa un 13% la tasa de detección de casos de cáncer de mama. MIA se probado con éxito en hospitales de Inglaterra y de Hungría lo que ha ayudado a reducir el número de pronósticos falsos y el número de exámenes en los pacientes.

El software MIA ha logrado detectar el cáncer de manera exitosa, aun cuando la paciente no presentaba ningún signo, es decir, logró identificar cánceres pequeños muy difíciles de identificar. Gracias al resultado de MIA se puede tener diagnósticos tempranos con un 90% de supervivencia.

Los “resultados son alentadores y ayudan a resaltar el interesante potencial que presenta la IA para el diagnóstico.

No hay duda de que los radiólogos clínicos de la vida real son esenciales e insustituibles, pero un radiólogo clínico que utiliza conocimientos de herramientas de IA validadas será cada vez más una fuerza formidable en la atención al paciente”, afirmó la presidenta del Colegio de Radiólogos Katharine Halliday.

Continuar con la investigación es esencial para optimizar el uso de la tecnología y los resultados de los pacientes. En Estados Unidos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) aprobó más de 20 sistemas de IA para ser usados en mastógrafos y cada día más clínicas incorporan IA para pruebas.

Además de ello la IA abre posibilidades de entender la interacción del cáncer con el sistema inmunológico y puede ser usada en todo tipo de investigaciones del cáncer, “incluida la clasificación de tumores, la estratificación de pacientes, el descubrimiento de genes del cáncer, la predicción de la respuesta a los medicamentos y la organización espacial del tumor”.

El uso de la IA representa un gran avance en la medicina preventiva y diagnósticos tempranos de cáncer lo que llevaría a la supervivencia mayor de pacientes, así como de tratamientos menos agresivos e invasivos.

La cirugía robótica

La cirugía robótica se conoce como cirugía laparoscópica asistida por robot, es una técnica en la que el cirujano realiza la cirugía usando una consola que controla los instrumentos muy pequeños fijados a un robot. Se realiza bajo anestesia general.

El cirujano dirige los movimientos del robot; primero introduce los instrumentos en el cuerpo del paciente a través de pequeñas incisiones, y el robot replica los movimientos del médico al realizar el procedimiento; mediante una cámara el cirujano observa y monitorea las imágenes tridimensionales en tiempo real.

Actualmente la cirugía robótica ha cobrado mayor importancia en las cirugías oncológicas, ya que permite mayor precisión y menos invasiva al paciente. La cirugía robótica ha tomado mayor valor en el tratamiento del cáncer de próstata y de colón.

Para el cáncer de próstata es menos invasivo, lo que permite preservar la función sexual del hombre y la miccional, esto ayuda a preservar la calidad de vida del paciente. La cirugía se realiza cuando el tumor es sólido y ha permitido ser más agresivos con el tumor y tratar cánceres en estadios más avanzados.

Con el cáncer de colon la cirugía robótica ha permitido localizar la parte dañada e intervenir con menos agresión, lo que evita incisiones grandes y profundas y una recuperación lenta y mediante la cámara tridimensional se puede ver los pólipos precancerosos.

Los beneficios de una cirugía robótica son muchos, entre ellos están:

• Recuperación más rápida

• Disminución de dolor

• Menos riesgo de infección

 • Cicatrices más pequeñas

• Mayor precisión

• Mejor destreza y control sobre la cirugía

• Excelente visualización de la imagen

• Mejor acceso a cavidades

La criomicroscopía electrónica

La criomicroscopía electrónica (crio-EM) es una técnica de vanguardia en biología estructural que ha permitido la visualización de moléculas y macromoléculas biológicas. Así mismo la entrada de virus a las células. La técnica se basa en el congelamiento de muestras biológicas a temperaturas muy bajas en nitrógeno líquido (-196°C) y en poco tiempo, esto permite que se mantengan las conformaciones nativas de las proteínas y de otras estructuras celulares.

Se ha comprobado que hay relación entre el daño en el ADN y el desarrollo del cáncer, por ello la criomicroscopía electrónica ha permitido determinar la estructura en alta resolución de la enzima que repara los extremos de los cromosomas, la telomerasa, además de observar cómo se modifica la estructura de los nucleosomas que son estructuras proteicas en que se enrolla y empaqueta el ADN^#.