La biopsia cerebral no invasiva muestra una mejor sensibilidad en la detección de tumores

Chen, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería McKelvey y de oncología de radiación en la Escuela de Medicina; Eric Leuthardt, MD, profesor de neurocirugía en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington y de ingeniería biomédica en McKelvey Engineering; y el equipo probó el método en modelos animales pequeños y grandes y encontró una detección y una sensibilidad diagnósticas significativamente mejoradas para los tumores cerebrales utilizando una simple muestra de sangre. Los resultados del estudio se publican en línea en Teranósticos 10 de noviembre de 2021.

El método, conocido como sonobiopsia, utiliza ultrasonido enfocado para atacar tumores en las profundidades del cerebro. Una vez identificados, los investigadores inyectan microburbujas en la sangre que viajan al tejido objetivo del ultrasonido y pulsan, abriendo de manera segura la barrera hematoencefálica. Las aberturas temporales permiten que los biomarcadores, como el ADN, el ARN y las proteínas del tumor, atraviesen la barrera hematoencefálica y se liberen a la sangre.

Chen, Leuthardt y el equipo han estado trabajando en su método de biopsia líquida enfocada (sonobiopsia) habilitado por ultrasonido durante varios años, primero realizando un estudio de viabilidad en ratones, seguido de un estudio de evaluación de seguridad y, más recientemente, otro estudio sobre cerdos. Si bien la biopsia líquida a base de sangre se ha utilizado en pacientes humanos con otros cánceres para la medicina personalizada, los avances en la extensión del método al cáncer de cerebro humano han sido limitados.

En la nueva investigación, el equipo, incluido Christopher Pacia, primer autor y estudiante de doctorado en ingeniería biomédica en el laboratorio de ultrasonido de Chen, encontró que el método de ultrasonido mejoraba la detección de genes altamente expresados ​​en el modelo de glioblastoma de ratón, EGFRvIII. Los niveles de ADN de EGFRvIII que circulan en el torrente sanguíneo del grupo de ecobiopsia fueron 920 veces más altos que en el grupo de biopsia líquida convencional basada en sangre. Además, la detección de otro marcador genético tumoral circulante, TERT C228T ctDNA, fue 10 veces mayor después de la ecografía. Además, el método mejoró la sensibilidad diagnóstica del 7,14% al 64,71% para EGFRvIII y del 14,29% al 45,83% para TERT C228T. El equipo no encontró un aumento en el daño tisular en la región tumoral de interés después de la ecografía.

En el modelo porcino, la sonobiopsia mejoró la detección del ctDNA de EGFRvIII en 270 veces y aumentó los niveles de ctDNA de TERT en nueve veces. Mejoró la sensibilidad diagnóstica del 28,57% al 100% para EGFRvIII y del 42,86% al 71,43% para TERT C228T. No se encontró daño tisular significativo.

«Nuestro estudio demostró que la ecobiopsia enriqueció el ADNct específico del tumor en el plasma y mejoró la sensibilidad de detección para dos fenotipos de glioblastoma sin presentar riesgos de seguridad significativos», dijo Chen. «La integración de la sonobiopsia con análisis de sangre avanzados promete proporcionar un diagnóstico de cáncer de cerebro mínimamente invasivo, espacio-temporal y sensible».

Este trabajo es un esfuerzo colaborativo que involucra a miembros de ambas escuelas de ingeniería y medicina, incluido el Dr. Eric Leuthardt, director de la División de Neurotecnología y el Centro de Innovación en Neurociencia y Tecnología y profesor de neurocirugía y neurociencia en la Facultad de Medicina, como así como Ingeniería Biomédica e Ingeniería Mecánica y Ciencias Aplicadas en la Escuela de Ingeniería McKelvey.

«Además de las neuroimágenes y el tejido adquirido quirúrgicamente para la patología y el perfil molecular, la biopsia por ultrasonido tiene el potencial de convertirse en el tercer pilar del manejo de tumores cerebrales al avanzar sustancialmente en el diagnóstico, la monitorización del tratamiento y la detección de recaídas», dijo Leuthardt. «Esta capacidad mejorada podría tener un impacto importante en todo el proceso de atención al paciente».

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Washington en St. Louis. Original escrito por Beth Miller. Nota: el contenido se puede cambiar por estilo y longitud.