Ana Hubel

Cuando en un paciente aparecen síntomas sospechosos de cáncer una de las primeras cosas que se suele hacer es una biopsia de tejido: un procedimiento en el que se recogen células del tejido afectado para un examen más a fondo. Examinando las células bajo el microscopio es posible determinar la presencia de un cáncer y el tipo del mismo. Además, puede dar algunas pistas sobre el futuro desarrollo de la enfermedad y revelar información que ayude en la estrategia de un tratamiento personalizado. Sin embargo, las biopsias de tejido pueden ser invasivas, costosas y dolorosas. Por otra parte, en ocasiones a algunos pacientes no se les puede realizar una biopsia de tejido por la inaccesibilidad del tumor o debido a otros problemas de salud. Estos factores hacen que sea difícil emplear biopsias de forma repetida en el mismo paciente: son métodos poco prácticos para rastrear tumores a medida que la enfermedad se desarrolla en el tiempo.

En la imagen de la izquierda podemos observar una biopsia de cáncer de mama, imagen de BruceBlaus (Own work) [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], vía Wikimedia Commons.

Los tumores liberan moléculas y células a los fluidos corporales. El análisis de estos componentes puede revelar gran parte de la información que dan las biopsias de tejido. Por ello, se ha explorado una nueva vía que puede ser un complemento o, en algunos casos, una alternativa a la biopsia de tejido. Este nuevo enfoque se denomina biopsia líquida y se basa en el análisis de pequeños fragmentos de material tumoral, así como células cancerosas que se encuentran en los fluidos del cuerpo. Diferentes biopsias líquidas analizan distintos materiales tumorales como ADN, ARN, proteínas, vesículas minúsculas (exosomas) o células enteras. Las pruebas detectan estas moléculas o células en sangre, orina, líquido cerebroespinal o saliva. Normalmente, son fluidos accesibles y su extracción es menos invasiva que la biopsia de tejido.

Se ha descrito la presencia de ADN de naturaleza tumoral en el plasma sanguíneo de pacientes con cáncer de mama, cuello uterino, colon, esófago, estómago, cabeza y cuello, hígado, riñón, páncreas, piel, nasofaringe, ovario, próstata, pulmón, tiroides y hematológicos. En general, las alteraciones genéticas que se detectan en el ADN plasmático de estos pacientes son las mismas que están presentes en el tumor primario.

¿Cómo funcionan las biopsias líquidas?

Como hemos comentado anteriormente, hay fragmentos de ADN que son liberados por las células tumorales al torrente sanguíneo, conocidos como ADN tumoral circulante.

El primer paso sería extraer la sangre del paciente y con ella, el ADN libre circulante (incluyendo el ADN tumoral circulante). Tras purificar el ADN libre circulante, éste será sometido a un análisis genómico molecular.

Las principales técnicas para analizar el ADN circulante son:

• Secuenciación masiva: NGS (Next-Generation Sequencing) da un análisis de gran rendimiento de un gran número de moléculas en una única reacción. Puede detectar mutaciones específicas de tumor en todo el genoma o un grupo de genes en muestras de tejido donde las mutaciones están presentes en al menos 5% de las células analizadas. Debido a que las mutaciones en el DNA tumoral circulante son difíciles de detectar y puede ocurrir en menos del 1% de las moléculas de ADN tumoral circulante, se han desarrollado nuevas técnicas que usan una secuenciación más profunda para detectar alteraciones que presentan frecuencias tan bajas como 0,05%.
• PCR digital: cuantifica alteraciones de las muestras de ADN tumoral circulante separando una reacción de PCR en múltiples reacciones, cada una con una única o un número muy pequeño de moléculas de ADN. En este proceso la PCR amplifica los fragmentos de ADN tumoral circulante y se emplean pruebas fluorescentes diferenciales ligadas a la secuencia salvaje y a la mutante. Esta reacción se basa en la presencia o ausencia de la señal mutante o salvaje. La proporción de diferentes señales representa la prevalencia de los alelos mutantes y salvajes.

La imagen de la secuenciación masiva, NGS, es producida por Bainscou (Own work) [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons.

Principales aplicaciones

Una aplicación potencial para las biopsias líquidas que analizan ADN tumoral circulante es la detección del cáncer en estadios tempranos. En varios estudios, las biopsias líquidas han detectado ADN tumoral circulante en sangre varios meses antes de que el cáncer se detectara mediante los métodos tradicionales. El problema, sin embargo, es que en algunas ocasiones se han producido falsos positivos: la detección de ADN canceroso cuando el cáncer no se desarrolla posteriormente. Otro asunto que cabe considerar es que los tumores detectados en fases tempranas puede que no crezcan mucho o crecer de forma tan lenta que nunca lleguen a hacer daño al paciente. Es decir, el tratamiento de estos tumores puede hacer más daño que bien. Por ello, el diagnóstico empleando únicamente biopsia líquida no se ha validado aún.

Algunos estudios han demostrado la factibilidad de usar biopsia líquida basada en el análisis de ADN tumoral circulante a gran escala para identificar las mutaciones del ADN en pacientes con cáncer. Se ha encontrado que, para muchos pacientes, las mutaciones genéticas identificadas con biopsia líquida fueron coincidentes con las identificadas mediante biopsia de tejido.

Los análisis de ADN tumoral circulante ya han sido aprobados por la FDA (Food and Drug Administration) para usarse en pacientes con cáncer de pulmón cuando la cantidad de tejido tumoral para realizar una biopsia de tejido es insuficiente. En 2016, se aprobó una biopsia líquida denominada prueba cobas® EGFR Mutation Test. Esta prueba se emplea para la detección de mutaciones en el gen EGFR en DNA tumoral circulante de pacientes con cáncer de pulmón.

Debido a que no son invasivas y pueden repetirse fácilmente, las biopsias líquidas basadas en DNA tumoral circulante pueden ser útiles, también, para monitorizar las respuestas de los pacientes a la terapia durante el tratamiento y una vez acabado éste. Esta monitorización puede permitir ajustes del tratamiento en tiempo real. Es decir, el tratamiento puede ser detenido o ajustado si la biopsia líquida indica que no está funcionando bien.

Principales limitaciones y retos

Si bien las biopsias líquidas son unas pruebas muy prometedoras, hay una serie de factores que debemos superar antes de poder aprovechar todo su potencial.

• Muchos tipos de cáncer carecen de biomarcadores bien establecidos que permitan identificar y rastrear la enfermedad a través del ADN tumoral circulante. Mientras que la tecnología para detectar este tipo de ADN en los fluidos corporales ha mejorado mucho, no lo han hecho los conocimientos necesarios para identificar adecuadamente biomarcadores para muchos tipos de cáncer. Una posible solución sería combinar la biopsia de tejido con la líquida: realizar una biopsia de tejido, en primer lugar, que identifique biomarcadores únicos para el tumor de un individuo y, a continuación, la biopsia líquida para rastrear esos biomarcadores.
• El ADN tumoral circulante de la sangre puede no representar el ADN del tumor total. Por tanto, puede no ser la mejor fuente de información para guiar las decisiones clínicas. Los tumores son heterogéneos (las mutaciones de ADN varían entre las células cancerígenas del mismo tumor) y no se sabe si el ADN tumoral circulante es liberado por las células de todo el tumor o únicamente de una parte.
• Todavía no se tienen los conocimientos necesarios para saber si las mutaciones encontradas en el ADN tumoral circulante son mutaciones que determinan un papel fundamental en el desarrollo del cáncer o bien, son mutaciones que acompañan al desarrollo del cáncer sin ejercer un control en su crecimiento.

En conclusión, aunque aún queda mucho por avanzar en cuanto a las limitaciones que presenta, la biopsia líquida es una herramienta que puede llegar a adquirir un papel muy importante en el cáncer. Esto se debe a que el análisis de ADN tumoral circulante habilita para la detección y caracterización no invasiva del cáncer, la predicción de la respuesta al tratamiento, la monitorización de la recaída de la enfermedad y la identificación de mecanismos de resistencia a medicamentos.

Bibliografía:

• Husain, H., Velculescu, V.E., 2017. Cancer DNA in the circulation. The liquid biopsy. JAMA, 318 (13), 1272-1273.
• Karachaliou N, Mayo-de-las-Casas C, Molina-Vila MA, Rosell R., 2015. Real-time liquid biopsies become a reality in cancer treatment. Ann. Transl. Med., 3(3), 36.
• Crowley, E., et al., 2013. Liquid biopsy: monitoring cancer-genetics in the blood. Nature Reviews Clinical Oncology, 10, 472-484.