Hace años que se habla de la medicina de precisión o medicina personalizada para el tratamiento del cáncer. La precisión en el diagnóstico es clave para seleccionar la terapia más adecuada en el momento y para el paciente más adecuados. Por lo tanto, la evaluación del estado mutacional del tumor de manera fiable es necesaria en la selección de pacientes que se beneficien y sean aptos para la terapia dirigida.

Aunque sea el estándar en oncología clínica, el análisis de mutaciones en tejido tumoral presenta considerables desventajas. Las biopsias convencionales incrementan significativamente el coste sanitario, requieren pruebas difíciles de programar y no están exentas de complicaciones clínicas. Además, están sujetas a una preferencia selectiva debido a la heterogeneidad del tumor, puede resultar difícil obtener suficiente cantidad de tejido y la información proporcionada está restringida a un momento concreto. Para solventar estas complicaciones y obtener una información igual o más precisa, aparece el término biopsia líquida y las tecnologías relacionadas en su estudio.

Una biopsia líquida es aquella prueba que se realiza en una muestra de sangre -u otros fluidos corporales- con la finalidad de caracterizar células tumorales, o fragmentos de ADN provenientes de células tumorales, que circulan libremente por el torrente sanguíneo.

La biopsia líquida, basada en el análisis de mutaciones en ADN tumoral circulante (ctDNA – figura 1), se ha convertido en una buena herramienta para distintas aplicaciones clínicas. La detección de mutaciones clínicamente relevantes (a partir de muestras de sangre) permite seleccionar la terapia más adecuada y monitorizar la respuesta del paciente en tiempo real sin necesidad de realizar una biopsia del tejido.

BEAMing – dPCR de alta sensibilidad

La tecnología BEAMing se basa en una PCR digital cuantitativa de alta sensibilidad que emplea una amplificación mediante beads magnéticas en un entorno emulsionante formado por una mezcla de agua-aceite. Tras esta amplificación, la adición de sondas de hibridación alelo específicas permite discernir las moléculas mutadas de las wild type -o nativas- tras ser detectadas por citometría de flujo.

Esta metodología permite detectar y caracterizar moléculas de ADN circulante en el torrente sanguíneo proveniente del tumor (ctDNA) para así estudiar mutaciones comunes en localizaciones hot spot. Su punto fuerte es la elevada sensibilidad que presenta, siendo capaz de detectar una molécula de ctDNA por cada 10.000 moléculas de DNA totales (0.01%); una sensibilidad mucho mayor que la que alcanzan tecnologías basadas en PCR cuantitativas y de secuenciación de nueva generación (del inglés NGS: Next Generation Sequencing).

El flujo de trabajo para un ensayo con la tecnología BEAMing comienza con un análisis de sangre. Se deben extraer unos 10ml de sangre del paciente que, tras una centrifugación, permitirá obtener los 2-3ml de plasma necesarios.

Seguidamente, un kit de extracción de ácidos nucleicos permite la purificación del material de estudio, el ADN circulante. Tras una primera amplificación por PCR de los fragmentes de los genes a estudiar, se lleva a cabo una segunda PCR, en este caso de emulsión mediante la adición de una solución oleosa. En esta fase, se crean millones de compartimentos que posibilitan la amplificación de las moléculas de ADN en la superficie de las beads magnéticas.

Finalmente se efectúa una rotura de la emulsión obtenida, se añaden las sondas de hibridación (fragmentos de ADN marcados con fluorocromos que se adhieren a las regiones de interés) y por medio de un citómetro de flujo se identifican y cuantifican las moléculas que han sufrido mutaciones conocidas (Figuras 2/3).

Aplicaciones actuales

En la actualidad, la tecnología BEAMing se utiliza para obtener información sobre cuál es el tratamiento más adecuado en pacientes metastásicos (estadios 4) de patologías como el cáncer colorrectal o el cáncer de pulmón (decisión terapéutica).

Al ser una prueba basada en un análisis de sangre, facilita la monitorización del tratamiento administrado sobre un paciente permitiendo la evaluación de la respuesta al mismo y la anticipación a un posible cambio de terapia.

La NGS en el horizonte de la biopsia líquida

Próximamente ampliaremos esta entrada del blog con la presentación de una nueva solución que se está desarrollando para potenciar el estudio del ADN tumoral circulante. Se trata de una tecnología basada en Next Generation Sequencing (NGS), que permite conocer alteraciones concretas en el material genómico de los pacientes con una sensibilidad sin precedentes.