Detector genético contra o câncer

Detector genético contra o câncer

Juntamente com as doenças cardiovasculares, o câncer tornou-se a principal causa de morte nos países industrializados. Muitos dos afetados são diagnosticados somente após o tumor ter se desenvolvido extensivamente. Isso geralmente reduz significativamente a chance de recuperação: a taxa de cura para câncer de próstata é de 32% e apenas 11% para câncer de cólon. A capacidade de detectar tais tumores de maneira confiável e precoce não apenas salvaria vidas, mas também reduziria a necessidade de tratamentos caros e estressantes.

Pesquisadores trabalhando com Martin Fussenegger, professor do Departamento de Biociências e Engenharia de Biossistemas da ETH Zurich, em Basileia, apresentaram agora uma solução possível para esse problema: uma rede genética sintética que serve como um sistema de alerta precoce. Ele reconhece os quatro tipos mais comuns de câncer - próstata, pulmão, cólon e câncer de mama - em um estágio muito inicial, ou seja, quando o nível de cálcio no sangue é elevado devido ao tumor em desenvolvimento.

O sistema de alerta precoce compreende uma rede genética que os biotecnólogos integram nas células do corpo humano, que por sua vez são inseridas em um implante. Esta rede de genes encapsulados é então implantada sob a pele, onde monitora constantemente o nível de cálcio no sangue.

Assim que o nível de cálcio excede um determinado valor de limiar durante um período de tempo mais longo, é desencadeada uma cascata de sinal que inicia a produção da melanina do pigmento de bronzeamento do corpo nas células geneticamente modificadas. A pele, então, forma uma toupeira marrom que é visível a olho nu.

O indicador aparece muito antes de o câncer se tornar detectável através do diagnóstico convencional. "Um portador de implante deve, então, consultar um médico para avaliação posterior após a toupeira aparecer", explica Fussenegger. Não é motivo para pânico. "A detecção não significa que a pessoa provavelmente morrerá em breve", enfatiza o professor da ETH. Significa simplesmente que são necessários esclarecimentos e, se necessário, tratamento.

Os pesquisadores usaram o cálcio como indicador do desenvolvimento dos quatro tipos de câncer, pois é regulado fortemente no organismo. Ossos servem como um buffer que pode equilibrar as diferenças de concentração. No entanto, quando muito cálcio é detectado no sangue, isso pode servir como um sinal para um dos quatro tipos de câncer.

"A detecção precoce aumenta significativamente a chance de sobrevivência", diz Fussenegger. Por exemplo, se o câncer de mama for detectado precocemente, a chance de recuperação é de 98%; no entanto, se o tumor for diagnosticado tarde demais, apenas uma em cada quatro mulheres tem uma boa chance de recuperação. "Atualmente, as pessoas geralmente vão ao médico apenas quando o tumor começa a causar problemas. Infelizmente, a essa altura, muitas vezes é tarde demais."

O implante também tem uma vantagem adicional: "destina-se principalmente ao automonitoramento, o que o torna muito econômico", explica o professor da ETH. No entanto, para aqueles que preferem não lidar com o estresse constante, um implante também pode ser usado que desenvolve uma marca visível apenas sob um sinal vermelho. "Esta verificação regular pode ser realizada pelo seu médico."

A desvantagem é que a vida útil de tal implante é limitada, como Fussenegger encontrou na literatura. "Células vivas encapsuladas duram cerca de um ano, de acordo com outros estudos. Depois disso, elas devem ser inativadas e substituídas".

Até agora, esse implante de alerta precoce é um protótipo; O trabalho associado recentemente publicado na revista Science Translational Medicine é um estudo de viabilidade. Os pesquisadores testaram seu sistema de alerta precoce em um modelo de rato e na pele de porco. Funcionou de forma confiável durante esses testes. Moles desenvolvidas apenas quando a concentração de cálcio atingiu um alto nível.

Os cientistas de Basileia ainda têm um longo caminho a percorrer antes que os testes em humanos possam começar. "O desenvolvimento contínuo e os ensaios clínicos, em particular, são trabalhosos e caros, que nós, como grupo de pesquisa, não podemos pagar", diz o professor da ETH. No entanto, ele gostaria de promover a tradução de seus desenvolvimentos, para que um dia eles levem a produtos aplicáveis. Ele estima que levar este implante de diagnóstico de câncer à maturidade do mercado levará pelo menos dez anos de pesquisa e desenvolvimento.

O conceito de "tatuagem biomédica", como Fussenegger descreve essa nova descoberta, também seria aplicável a outras doenças que se desenvolvem gradualmente, como doenças neurodegenerativas e distúrbios hormonais. Em princípio, os pesquisadores poderiam substituir o sensor molecular para medir biomarcadores além do cálcio.

Artigo:

Aizhan Tastanova, Marc Folcher, Marius Müller, Gieri Camenisch, Aaron Ponti, Thomas Horn, Maria S. Tikhomirova, Martin Fussenegger. Synthetic biology-based cellular biomedical tattoo for detection of hypercalcemia associated with cancer. Science Translational Medicine, 2018; 10 (437): eaap8562 DOI: 10.1126/scitranslmed.aap8562

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180418141454.htm

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