Investigadores del Centro Oncológico Kimmel de Johns Hopkins (Estados Unidos) han validado una prueba de sangre basada en inteligencia artificial (IA) que detectó con precisión el cáncer de hígado en personas de dos poblaciones geográficamente y biológicamente distintas, y también descubrieron las señales biológicas subyacentes que hacen que la prueba sea eficaz. Los hallazgos, publicados en la revista 'Cell Press Blue', se basan en el desarrollo previo por parte del equipo de la plataforma de biopsia líquida DELFI (Evaluación de Fragmentos de ADN para la Intercepción Temprana), que analiza millones de fragmentos de ADN libre circulante en el torrente sanguíneo.
La nueva investigación valida un clasificador de cáncer de hígado desarrollado previamente en poblaciones independientes de alto riesgo y proporciona nuevos conocimientos sobre la biología subyacente a su funcionamiento. Este estudio también da continuidad a una investigación del pasado mes de marzo, en la que los investigadores demostraron que una tecnología de fragmentos genómicos similar podía detectar la fibrosis y la cirrosis hepáticas, afecciones que suelen preceder al cáncer de hígado.
"Nuestros estudios previos demostraron que los análisis de fragmentomas podían detectar el cáncer de hígado y, más recientemente, las enfermedades hepáticas crónicas que aumentan el riesgo de cáncer", afirma Victor Velculescu, catedrático de Genética y Epigenética del Cáncer, codirector del programa de genética y epigenética del cáncer y coautor principal del estudio. Resalta que "este estudio demuestra que el método funciona con gran eficacia en diferentes poblaciones de pacientes, a la vez que revela las señales biológicas en el torrente sanguíneo que hacen posible este tipo de detección".
El cáncer de hígado es una de las principales causas de muerte por cáncer en todo el mundo, y su incidencia sigue aumentando debido al incremento de las tasas de enfermedad hepática metabólica y otros factores de riesgo. Detectar el cáncer de hígado en sus etapas iniciales mejora drásticamente las opciones de tratamiento, pero los métodos de detección actuales, que se basan principalmente en imágenes de ultrasonido y en la proteína sanguínea alfa-fetoproteína (AFP), pueden pasar por alto muchos cánceres en etapa temprana, explican los investigadores.
La detección a través del método Delfi
Para determinar si el método Delfi podía detectar de forma fiable el cáncer de hígado independientemente de su causa subyacente, los investigadores analizaron muestras de sangre de 377 personas de Guatemala y Rumania, con y sin carcinoma hepatocelular, la forma más común de cáncer de hígado. Las dos poblaciones representan causas marcadamente diferentes de cáncer de hígado. La mayoría de los participantes en Rumania desarrollaron enfermedad hepática relacionada con hepatitis viral o consumo de alcohol, mientras que los participantes en Guatemala presentaban principalmente enfermedad hepática metabólica, obesidad y diabetes, y muchos también estuvieron expuestos a la aflatoxina, una toxina natural vinculada al cáncer de hígado.
El coautor del estudio, John Groopman, profesor Anna M. Baetjer en la Escuela de Salud Pública Bloomberg de Johns Hopkins y director asociado de ciencias de la población en el Centro Oncológico Kimmel de Johns Hopkins, es un experto destacado en el papel de las aflatoxinas en el inicio del cáncer de hígado. A pesar de estas diferencias, el análisis de sangre detectó de forma consistente el cáncer de hígado en ambas poblaciones. Al combinarse con la AFP y factores de riesgo clínicos sencillos, como la edad y el sexo, este método identificó cánceres en etapas tempranas y avanzadas con mayor sensibilidad que los análisis de sangre existentes por sí solos.
Utilizando un método de reciente desarrollo para rastrear el origen de los fragmentos de ADN, llamado MethID, el equipo demostró que la prueba Delfi funciona porque capta señales que van más allá de las células tumorales. También capta señales de células hepáticas, vasos sanguíneos y células inmunitarias que responden al cáncer. "Como resultado, estos fragmentos de ADN contienen mucha más información que la simple presencia de cáncer --afirma Zachariah Foda, profesor adjunto de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y coautor principal del estudio--. Nos indican el origen de estos fragmentos y cómo cambian durante el desarrollo del cáncer, lo que nos permite comprender mejor la biología de la enfermedad y mejorar nuestra capacidad para detectarla".
Detección de una mutación en todo el genoma
Los investigadores también identificaron firmas moleculares que diferían entre poblaciones. Por ejemplo, detectaron un patrón de mutación distintivo en todo el genoma asociado con la exposición a la aflatoxina en participantes de Guatemala, pero también demostraron que el clasificador de fragmentomas general seguía siendo eficaz independientemente de la causa subyacente del cáncer de hígado. El estudio sugiere que el análisis del fragmento a nivel genómico captura tanto las características biológicas universales del cáncer de hígado como los cambios moleculares específicos de cada región, lo que lo hace adaptable a diversas poblaciones de pacientes en todo el mundo.
Los hallazgos también amplían la visión de los investigadores sobre la tecnología de fragmentos, sugiriendo que el análisis genómico del ADN libre circulante podría sentar las bases para análisis de sangre no invasivos capaces de detectar múltiples enfermedades mediante una plataforma tecnológica común.
Como ejemplo, Velculescu y sus colegas, en colaboración con Delfi Diagnostics, informaron recientemente sobre la validación clínica de un análisis de sangre para la detección del cáncer de pulmón, denominado FirstLook Lung, que ya está disponible en algunos sistemas de salud del país. Los investigadores afirman que los estudios futuros se centrarán en la validación clínica prospectiva y en el perfeccionamiento de los enfoques de biopsia líquida multimodal que combinan el análisis del fragmentoma con biomarcadores proteicos y factores de riesgo clínicos para mejorar la detección precoz del cáncer de hígado.