La PCR digital ultrarrápida podría detectar células tumorales casi en tiempo real para facilitar la toma de decisiones durante cirugías dirigidas a extirpar tumores.
Actualmente, el diagnóstico y tratamiento de muchos tumores dependen de sus características moleculares y genéticas. En estos casos, identificar las mutaciones presentes en las células tumorales permite clasificar el tipo de cáncer, predecir su comportamiento y determinar las opciones terapéuticas más adecuadas.
En un contexto quirúrgico, como una operación dirigida a extirpar un tumor cerebral, la obtención de información genética de las células es limitada, ya que las técnicas convencionales requieren varias horas o incluso días para obtener resultados. Esto dificulta la toma de decisiones en tiempo real y puede afectar la precisión de la resección tumoral, ya que el cirujano desconoce hasta dónde se extienden las células tumorales. Esta circunstancia es especialmente importante en cánceres como el glioma, donde la eliminación completa del tejido maligno es un factor esencial para mejorar el pronóstico del paciente.
Para abordar esta limitación, un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York ha desarrollado una versión optimizada de la técnica de PCR digital, denominada PCR digital ultrarrápida (UR-ddPCR). Esta nueva versión de la técnica permite detectar mutaciones tumorales en solo 15 minutos, proporcionando información casi en tiempo real que puede guiar a los cirujanos durante una intervención. En un trabajo, recientemente publicado en Med, los investigadores muestran que la PCR digital ultrarrápida ofrece resultados comparables a la PCR digital convencional, pero con una velocidad significativamente mayor, lo que la convierte en una herramienta prometedora para la cirugía oncológica.
Una PCR digital en menos de 15 minutos
La PCR digital es una técnica utilizada para cuantificar con precisión mutaciones genéticas mediante la amplificación y análisis de fragmentos de ADN. A diferencia de la PCR convencional, la PCR digital divide la muestra en miles de microgotas en las que se desarrolla de forma independiente la reacción, por lo que permite la detección de mutaciones con una alta sensibilidad. Debido a estas características se trata de una técnica ampliamente utilizada en la investigación oncológica y el diagnóstico molecular.
En condiciones estándar la PCR digital tiene un tiempo de procesamiento que puede llevar varias horas. Para adaptarla a un entorno quirúrgico, que requiere de resultados en muy poco tiempo, los investigadores optimizaron cada paso del procedimiento. En primer lugar, redujeron el tiempo de extracción del ADN de 30 minutos a menos de 5 minutos. También aumentaron la concentración de reactivos clave, disminuyendo el tiempo de algunos pasos de dos horas a menos de tres minutos. Además, utilizaron dispositivos térmicos preajustados a las temperaturas necesarias para la PCR, para evitar el tiempo de calentamiento y enfriamiento repetidos cuando la reacción se realiza en un único aparato.
Gracias a las modificaciones realizadas, la nueva técnica de PCR digital ultrarrápida permite obtener resultados en solo 15 minutos, lo que la convierte en una herramienta con potencial para la toma de decisiones durante la cirugía del cáncer.
Validación en tumores cerebrales
Para evaluar la utilidad de la PCR digital ultrarrápida, los investigadores analizaron 75 muestras de tejido de 22 pacientes con gliomas sometidos a cirugía en el hospital NYU Langone Health. En cada una de las muestras, analizadas durante la cirugía del paciente, utilizaron la técnica para detectar dos mutaciones frecuentemente presentes en cáncer cerebral: R132H, en el gen IDH1 y V600E en el gen BRAF.
El equipo observó que la PCR digital ultrarrápida ofrece una precisión comparable a la PCR digital estándar y a la secuenciación genética, lo que confirma su fiabilidad para la detección intraoperatoria de células tumorales.
Además, los investigadores combinaron esta técnica con otro método de imagen denominado histología Raman estimulada, que permite calcular la fracción y densidad de células cancerosas en las muestras de tejido. En algunos casos, lograron detectar incluso cinco células tumorales por milímetro cuadrado, lo que subraya la sensibilidad de la técnica. “Nuestro flujo de trabajo reduce sustancialmente el tiempo desde la biopsia de tejido hasta el diagnóstico molecular y proporciona un medio muy preciso de cuantificar la infiltración tumoral residual en los márgenes quirúrgicos”, señalan los investigadores en el trabajo.
Perspectivas y limitaciones de la PCR digital ultrarrápida
Aunque los resultados del estudio son prometedores, los investigadores señalan que aún existen algunos retos antes de que la PCR digital ultrarrápida pueda implementarse de manera rutinaria en cirugía. En primer lugar, el método debe ser automatizado para simplificar su uso en el entorno quirúrgico y reducir la intervención manual en el proceso. Además, se requieren estudios clínicos adicionales para evaluar su impacto en los resultados de los pacientes y compararlo con las técnicas convencionales de diagnóstico intraoperatorio.
Si se confirman los resultados preliminares, la capacidad de detectar mutaciones de forma rápida y precisa podría mejorar la cirugía oncológica al proporcionar información en tiempo real sobre la extensión del tumor. “Con la PCR digital ultrarrápida, los cirujanos pueden determinar ahora qué células son cancerosas y cuántas de ellas están presentes en una región tisular concreta con una precisión que nunca antes había sido posible”, ha destacado Daniel Orringer, profesor asociado de los Departamentos de Neurocirugía y Patología de la Facultad de Medicina Grossman de la NYU.
La estrategia, destacan los investigadores, podría además extenderse a otras mutaciones y otros tipos de cáncer. En esta dirección, los investigadores planean adaptar el protocolo de PCR digital ultrarrápida para identificar mutaciones en otros tipos de cáncer y evaluar su utilidad en otras especialidades quirúrgicas.
Artículo científico:
Murphy ZR, et al. Ultra-rapid droplet digital PCR enables intraoperative tumor quantification. Med. 2025 Feb 25:100604. doi: 10.1016/j.medj.2025.100604.
Fuente:
‘Ultra-Rapid’ Testing Unlocks Cancer Genetics in the Operating Room. https://nyulangone.org/news/ultra-rapid-testing-unlocks-cancer-genetics-operating-room
