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Charla «Nueva nanotecnología para la detección temprana de cáncer» de TED@IBM en español.
¿Qué pasaría si cada hogar contara con un sistema de detección temprana de cáncer? El investigador Joshua Smith desarrolla una «alarma de cáncer» con nanobiotecnología que escanea rastros de la enfermedad en forma de biomarcadores especiales denominados exosomas. En esta charla visionaria, Joshua comparte su sueño de revolucionar la detección de cáncer y, finalmente, salvar vidas.
- Autor/a de la charla: Joshua Smith
- Fecha de grabación: 2016-11-15
- Fecha de publicación: 2017-02-08
- Duración de «Nueva nanotecnología para la detección temprana de cáncer»: 746 segundos
Traducción de «Nueva nanotecnología para la detección temprana de cáncer» en español.
«Tienes cáncer.» Tristemente, cerca del 40 % oiremos esas palabras en nuestra vida y la mitad no sobrevivirá.
Es decir, a dos de cada cinco de nuestros parientes y amigos cercanos se les diagnosticará algún tipo de cáncer, y uno morirá.
Más allá de las dificultades físicas, cerca de un tercio de los que sobreviven al cáncer en EE.
UU.
se endeudarán por el tratamiento.
Y tienen el doble de posibilidades de ir a la quiebra que aquellas sin cáncer.
Esta enfermedad es generalizada.
Es emocionalmente agotadora y, para muchos, económicamente destructiva.
Pero un diagnóstico de cáncer no tiene que ser una sentencia de muerte.
Descubrirlo en su fase inicial, acercarse a su origen, es uno de los factores cruciales para mejorar las opciones de tratamiento, reducir su impacto emocional y minimizar la carga financiera.
Más importante aún, descubrir el cáncer antes, uno de los objetivos principales de mi investigación, aumenta enormemente las posibilidades de vida.
Por ejemplo, en el cáncer de mama, descubrimos que todas las que son diagnosticadas y reciben tratamiento en la etapa 1 tienen una expectativa de vida de 5 años de casi el 100 %.
Esta expectativa disminuye a un mero 22 % si se lo trata en la etapa 4.
Estos hallazgos son similares en el cáncer colorrectal y de ovario.
Todos sabemos que un diagnóstico precoz preciso es crucial para la supervivencia.
El problema es que muchos métodos de diagnóstico son invasivos, costosos, a menudo imprecisos y la obtención de resultados constituye una espera agonizante.
Aún peor, cuando se trata de algunas formas de cáncer, como el de ovario, hígado o páncreas, no existen buenos métodos de detección precoz.
Por eso, las personas se realizan los exámenes cuando ya aparecieron los síntomas físicos, que ya son indicadores de las últimas etapas de progresión.
Como un tornado que azota un área sin que suene una alarma de advertencia, no hay alarma que avise, porque el daño ya está causado al reducirse enormemente las posibilidades de vida.
Contar con opciones de detección convenientes y accesibles, que sean asequibles, no invasivas y que provean resultados con rapidez, nos aportaría un arma formidable en la lucha contra el cáncer.
Un aviso temprano nos permitiría adelantarnos a la enfermedad en lugar de sólo seguir sus pasos.
Y esto es exactamente lo que he estado haciendo.
Durante los últimos 3 años, he estado desarrollando tecnologías que finalmente asistan a los clínicos en el diagnóstico precoz del cáncer en su etapa temprana.
Mi motor ha sido mi profunda curiosidad científica y mi pasión por cambiar estas estadísticas.
El año pasado, sin embargo, esta lucha se convirtió en algo personal cuando a mi esposa se le diagnosticó cáncer de mama.
Fue una experiencia que le sumó una fuerte e inesperada dimensión emocional a estos esfuerzos.
Sé de antemano cuánto puede el tratamiento alterar nuestras vidas, y soy profundamente consciente de los estragos emocionales que el cáncer puede afectar a una familia.
En nuestro caso, eso incluyó nuestras dos jóvenes hijas.
Debido a que lo detectamos temprano durante una mamografía de rutina, pudimos enfocarnos primeramente en las opciones de tratamiento del tumor localizado.
Esto reafirmó la importancia de un diagnóstico temprano.
A diferencia de otras formas de cáncer, las mamografías constituyen un método de detección precoz del cáncer de mama.
Aún así, no todas las mujeres se las hacen, o desarrollan cáncer de pecho antes de la edad promedio recomendada para hacerse mamografía.
Por lo tanto, aún queda mucho por hacer, incluso para los cánceres que cuentan con métodos de detección, y, por supuesto, beneficios considerables para aquellos que no.
Entonces, el desafío primordial para los investigadores es desarrollar métodos para que las técnicas convencionales que detectan muchos tipos de cánceres sean más accesibles.
Imaginen un escenario en donde, durante su chequeo regular, su doctor toma una muestra de orina de manera simple y no invasiva, u otra biopsia líquida, y les da los resultados antes de dejar su consultorio.
Esta tecnología podría reducir radicalmente el número de personas que escapan del diagnóstico de cáncer en su fase inicial.
Mi equipo de investigación de ingenieros y bioquímicos está trabajando en este desafío.
Estamos investigando maneras de activar una alarma de detección temprana de cáncer en exámenes de rutina que empezarían cuando la persona está sana.
Esto permitiría tomar medidas para detener el cáncer en su origen, y antes de que pueda ir más allá de su fase inicial.
La solución milagrosa, en este caso, está en pequeñas vesículas.
Pequeñas cápsulas de escape liberadas por células denominadas exosomas.
Los exosomas son biomarcadores importantes que proveen un sistema de detección temprana del cáncer.
Y, como están presentes en abundancia en casi cualquier fluido corporal, sangre, orina y saliva incluidas, son extremadamente atractivos para las biopsias líquidas no invasivas.
Existe solo un problema.
El sistema automatizado para clasificar estos importantes biomarcadores no se encuentra disponible actualmente.
Hemos creado una tecnología que denominamos nano-DLD que es precisamente capaz de lo siguiente: aislamiento automatizado del exosoma para asistir en el rápido diagnóstico de cáncer.
Los exosomas son el arma de detección temprana más nueva, por así decirlo, que surge del frente de la biopsia líquida.
Son muy, muy pequeños.
Miden sólo 30 a 150 nanómetros de diámetro.
Son tan pequeños que alrededor de 1 millón de ellos cabe en un solo glóbulo rojo.
Esa es la diferencia entre una bola de golf y un grano fino de arena.
Se creía que eran pequeños contenedores de depósitos celulares.
Sin embargo, se ha descubierto que las células se comunican al producir y absorber estos exosomas que contienen receptores superficiales, proteínas y otro material genético recolectado de su célula de origen.
Cuando son absorbidos por una célula próxima, los exosomas liberan su contenido dentro de la célula receptora y pueden poner en marcha cambios fundamentales en la expresión genética.
Algunos de estos cambios son buenos y otros, como en el caso del cáncer, son malos.
Debido a que están revestidos en el material de la célula madre, y contienen una muestra de su ambiente, proporcionan un panorama genético de la salud de la célula y de su origen.
Todas estas cualidades hacen de los exosomas mensajeros invaluables que potencialmente permiten a los médicos intentar «escuchar» su salud a nivel celular.
Sin embargo, para una detección precoz de cáncer hay que interceptar estos mensajes con frecuencia para determinar cuándo el cáncer que trae complicaciones en su cuerpo decida iniciar una revolución.
Por esta razón, los métodos de detección precoz son cruciales y estamos desarrollando tecnologías que hagan esto posible.
Aunque este año salió al mercado el primer diagnóstico basado en exosoma, aún no forma parte de las opciones convencionales de salud.
Además de su reciente aparición, otro factor que limita su adopción generalizada es que no existe actualmente un sistema de aislamiento automatizado de exosomas que haga que los métodos de detección precoz sean accesibles económicamente.
El estándar de oro actual para el aislamiento de exosomas incluye la ultracentrifugación, un proceso que requiere un equipo de laboratorio costoso, técnicos de laboratorios capacitados y alrededor de 30 horas para procesar una muestra.
Nosotros hemos desarrollado un enfoque diferente para alcanzar el aislamiento automatizado del exosoma a partir de una muestra como la orina.
Utilizamos una técnica de chip de separación de flujo continuo denominada desplazamiento lateral determinista.
Y con ella hemos desarrollado lo que la industria de semiconductores ha logrado durante estos 50 años.
Redujimos las dimensiones de esta tecnología de la escala de micrón a la nanoescala real.
¿Cómo funciona? En pocas palabras, un conjunto de pequeños pilares separados por espacios nanoscópicos están dispuestos de tal manera que el sistema divide el fluido en una serie de flujos.
Las nanopartículas más grandes asociadas al cáncer se separan a través del re direccionamiento de las más pequeñas y sanas.
Las últimas, por el contrario, se desplazan alrededor de los pilares con movimientos de zig zag en dirección a la corriente del fluido.
El resultado de este proceso es una separación completa de estos dos grupos de partículas.
Se puede comparar este proceso de segregación con el tráfico en una carretera que se divide en dos caminos distintos.
Uno de estos caminos desemboca en un túnel de cota baja debajo de una montaña, y el otro camino rodeando el túnel.
Los autos pequeños viajan en el túnel y, los grandes camiones que transportan materiales altamente peligrosos deben ir por el desvío.
El tráfico se separa eficazmente según su tamaño y contenido sin impedir su circulación.
Así es como nuestro sistema funciona en un escala mucho menor.
La idea es que el proceso de separación para la detección de cáncer pueda ser tan simple como procesar una muestra de orina, sangre o saliva; lo cual es una posibilidad a corto plazo dentro de unos años.
Por último, éste podría servir para aislar y detectar los exosomas de un tipo particular de cáncer al percibir e informar su presencia en cuestión de minutos.
Esto produciría diagnósticos rápidos, virtualmente indoloros.
En líneas generales, la capacidad de separar y enriquecer a los biomarcadores con precisión de nanoescala de forma automatizada, permitirá un mejor entendimiento de enfermedades como el cáncer, con aplicaciones que van desde la preparación de una muestra hasta el diagnóstico, y del monitoreo de la resistencia a drogas hasta la terapéutica.
Incluso antes del episodio de cáncer de mi esposa, mi sueño era facilitar la automatización de este proceso para que los métodos de detección precoz convencionales sean más accesibles de la misma forma que Henry Ford hizo que el autmóvil fuera accesible para la población en general cuando desarrolló su línea de ensamble.
La automatización es la clave de la accesibilidad.
Y en alusión al sueño de Hoover: «Un pollo en cada olla y un auto en cada garage», estamos desarollando una tecnología que finalmente pueda colocar un sistema de detección precoz de cáncer en cada hogar.
Esto brindaría a cada mujer, hombre y niño la posibilidad de ser controlados regularmente mientras están saludables, y detectar así el cáncer en su etapa de inicio.
Tengo el sueño y la esperanza de ayudar a todas las personas en el mundo a eludir los altos costos físicos, financieros y emocionales que hoy en día enfrentan los pacientes con cáncer.
Adversidades con las que estoy muy familiarizado.
También estoy contento de anunciarles que debido a que detectamos el cáncer de mi esposa temprano, su tratamiento fue exitoso, y ,afortunadamente, ya no tiene cáncer.
(Aplausos) Es el resultado que me gustaría ver en todos los pacientes de cáncer.
Con el trabajo que mi equipo ya ha realizado de separación de biomarcadores a nanoescala para el diagnóstico precoz de cáncer en su fase inicial, tengo fe de que en la próxima década esta tecnología estará disponible; y podremos proteger a nuestros amigos, familia y a futuras generaciones.
Incluso si desafortunadamente nos diagnosticaran cáncer esa alarma de detección temprana nos brindará una luz de esperanza.
Gracias.
(Aplausos y ovaciones)
https://www.ted.com/talks/joshua_smith_new_nanotech_to_detect_cancer_early/