Nuevo contraste para diagnosticar antes la metástasis cerebral

Un grupo de investigadores dirigidos por Leif Schroeder del Leibniz-Forschungsinstitut fuer Molekulare Pharmakologie (FMP) ha encontrado una forma de detectar metástasis en ciertos tipos de cáncer en el cerebro en una etapa temprana, utilizando solo cantidades mínimas de agente o medio de contraste. Para ello, el equipo utiliza una molécula sintética que ayuda a detectar la formación de nuevos vasos sanguíneos, produciendo imágenes mucho más sofisticadas de lo que es posible con los métodos de diagnóstico convencionales. Los resultados se han publicado en la revista Advanced Biosystems.

Algunos tipos de cáncer - incluyendo el cáncer de mama - pueden inducir la formación de metástasis cerebrales. El aumento del desarrollo de nuevos vasos sanguíneos pequeños (capilares) es un signo temprano de cambios anormales en los tejidos. Los agentes de contraste convencionales utilizados en las imágenes por resonancia magnética (IRM) para examinar el cerebro no son adecuados para la detección directa y temprana de células de reciente formación. "Para esto, necesitamos un agente de contraste que aumente considerablemente la sensibilidad de la resonancia magnética mejorando mucho la estructura de contraste, y que solo se necesite en cantidades minúsculas", explicó el investigador del FMP, el Dr. Leif Schroeder.

Su grupo ha estado trabajando durante mucho tiempo para desarrollar nuevos agentes de contraste que detecten el xenón magnetizado artificialmente en los tejidos y que causen señales incluso en pequeñas cantidades. En sus esfuerzos por crear un agente de contraste especialmente adecuado para su uso en las células vasculares de la llamada barrera hematoencefálica, el físico pudo recurrir a los trabajos preliminares realizados por su colega del FMP, la Dra. Margitta Dathe, que había desarrollado una estructura similar para el transporte de drogas a estas células en las paredes vasculares internas del cerebro. Esta estructura peptídica forma las llamadas micelas, agregados de alrededor de 19 moléculas que se agrupan espontáneamente.

Margitta Dathe, Leif Schroeder y sus colaboradores demuestran un agente de contraste para resonancia magnética que utiliza la magnetización disponible de una manera muy eficiente para permitir el etiquetado selectivo de las células en concentraciones mínimamente invasivas. (Crédito: Barth van Rossum, FMP)

Para utilizar las micelas con fines de diagnóstico, Schroeder y su equipo las modificaron: "Insertamos jaulas moleculares - moléculas sintéticas con forma de un balón de fútbol hueco - que podemos llenar temporalmente con xenón. Por lo tanto, fuimos capaces de 'activar' 19 cargas de xenón por micela para el contraste de la imagen, permitiéndonos visualizar directamente este tipo de células formadoras de tumores", informó Leif Schroeder.

Primero, él y su equipo probaron si la versión modificada de la estructura desarrollada por Margitta Dathe seguiría formando micelas. "Afortunadamente, las moléculas se comportaron de la misma manera, a pesar de la inserción de jaulas, y formaron micelas compuestas de 19 unidades cada una", comentó el investigador. Se supuso entonces que las micelas interactuarían con grandes cantidades de xenón.

Tener una alta densidad local de jaulas es un prerrequisito para visualizar las células de los vasos sanguíneos en la resonancia magnética. En un paso posterior, los investigadores probaron si el xenón podía entrar en las jaulas dentro de las moléculas (esto también resultó exitoso). Schroeder investigó entonces cómo se comportan las micelas equipadas con xenón en dos cultivos celulares, uno de los cuales comprendía células cerebrales. En este caso, las micelas se acoplaron a las células de los vasos sanguíneos y las etiquetaron, es decir, el nuevo agente de contraste funcionó. Para comprobar sus hallazgos, Leif Schroeder también probó las micelas en células de aorta. Sin embargo, como este tipo de células tiene una estructura diferente, había mucho menos unión de las micelas en este caso.

La ventaja del nuevo método es que la propagación de los tumores malignos al cerebro puede ser detectada tempranamente, antes del inicio de la metástasis generalizada. Esto se debe a que, cuando se produce la metástasis, las zonas cerebrales muestran una mayor formación de vasos sanguíneos, que son necesarios para suministrar nutrientes al tejido tumoral. En el caso del cáncer de mama, este tipo de metástasis suele estar asociado a un mal pronóstico. Los vasos sanguíneos absorben las micelas desarrolladas por el equipo de Schroeder y Dathe, y el xenón permite que el proceso de formación de nuevos vasos se visualice directamente, en una etapa temprana. Los métodos convencionales para etiquetar ciertas células para la resonancia magnética son mucho menos sensibles. Una comparación mostró que las alternativas que involucran agentes de contraste de flúor son alrededor de 16.000 veces menos eficientes.

"El nuevo agente de contraste podría utilizarse para la detección segura y mínimamente invasiva de metástasis cerebrales en fase temprana. Esto podría tener ventajas significativas, particularmente en el diagnóstico de cáncer de mama, porque los tumores peligrosos pueden ser detectados mucho antes, mejorando los resultados de la terapia", resumió Leif Schroeder. En el futuro, Schroeder y su grupo pretenden utilizar agentes de contraste basados en el xenón para otras aplicaciones médicas. (Fuente: NCYT Amazings)