MADRID 1 Feb. (EUROPA PRESS) -
Una nueva investigación de la Universidad de Washington en San Luis (Estados Unidos) ha descubierto que el uso de la biopsia líquida mediada por ultrasonidos focalizados en un modelo de ratón libera más proteínas tau y otro biomarcador en la sangre que sin la intervención. Según los investigadores, este método no invasivo podría facilitar el diagnóstico de trastornos neurodegenerativos como el Alzheimer.
Varios trastornos neurodegenerativos progresivos, entre ellos el Alzheimer, se definen por la presencia de proteínas tau en el cerebro. Los investigadores tratan de identificar los mecanismos que subyacen a estas proteínas tau para desarrollar tratamientos, pero sus esfuerzos por detectar biomarcadores en sangre se han visto obstaculizados por la barrera protectora hematoencefálica.
El nuevo método, conocido como sonobiopsia, utiliza ultrasonidos focalizados para localizar un punto preciso del cerebro. Una vez localizado, los investigadores inyectan microburbujas en la sangre que viajan hasta el tejido objetivo de los ultrasonidos y pulsan, lo que abre de forma segura la barrera hematoencefálica.
Las aperturas temporales permiten que los biomarcadores, como las proteínas tau y la proteína de cadena ligera de neurofilamentos (NfL), ambas indicativas de trastornos neurodegenerativos, atraviesen la barrera hematoencefálica y se liberen en la sangre.
El trabajo de Hong Chen, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Escuela McKelvey de Ingeniería y de oncología radioterápica en la Escuela de Medicina, y el coautor principal Arash Nazeri, profesor adjunto de radiología en el Instituto Mallinckrodt de Radiología (MIR) de la Facultad de Medicina, publicado en la revista 'Radiology', es el primero que abre la puerta al diagnóstico y seguimiento no invasivos y específicos de trastornos neurodegenerativos con biopsia líquida mediada por ultrasonidos focalizados.
El equipo lleva varios años trabajando en la técnica de sonobiopsia, primero con biomarcadores de cáncer cerebral humano en modelos preclínicos.
Otros métodos de biopsia líquida utilizados para detectar biomarcadores de trastornos neurodegenerativos presentan múltiples dificultades, como la falta de información anatómica sobre la localización de la liberación de proteínas, la rápida eliminación de los fluidos y un proceso de filtrado por la barrera hematoencefálica. Según Chen, la sonobiopsia es una técnica emergente con potencial para resolver estos y otros problemas.
En la nueva investigación, el equipo tomó primero muestras de sangre de ratones jóvenes con proteínas tau anormales en el cerebro, o tauopatía, que recibieron la sonobiopsia o un tratamiento simulado. Comprobaron que la sonobiopsia producía un aumento de 1,7 veces en los niveles normalizados de proteína tau fosforilada pTau-181 y de 1,4 veces en los niveles normalizados de pTau-231, en comparación con el grupo de ratones de control a los que no se había realizado la sonobiopsia.
En un estudio de seguimiento, realizaron una sonobiopsia dirigida al hipocampo o a la corteza cerebral en las primeras fases neurodegenerativas del modelo de tauopatía y tomaron muestras de sangre antes y después de la sonobiopsia. La sonobiopsia dirigida multiplicó por 2,3 la proteína NfL, un biomarcador secundario de las enfermedades neurodegenerativas, en los ratones tratados en comparación con el grupo de control.
"En nuestro estudio de prueba de concepto, tratamos de determinar si la sonobiopsia es capaz de liberar especies de tau fosforilada y NfL al torrente sanguíneo abriendo la barrera hematoencefálica --señala Chen--. Esta demostración demostró que la sonobiopsia aumentaba significativamente la liberación de proteínas pTau y un marcador secundario de neurodegeneración en el torrente sanguíneo para el diagnóstico no invasivo de enfermedades neurodegenerativas".
Según Nazeri, las tauopatías como la enfermedad de Alzheimer son similares a los tumores cerebrales. "Mientras que el comportamiento de los tumores cerebrales y la respuesta al tratamiento vienen dictados por las mutaciones específicas que albergan, la proteína tau muestra una gran heterogeneidad en el patrón de fosforilación, así como en otras modificaciones postraduccionales".
"Las imágenes PET actuales y los biomarcadores plasmáticos desarrollados recientemente son sensibles para detectar tauopatías incluso en estadios tempranos --prosigue--. La sonobiopsia podría desempeñar un papel importante en la caracterización de las cepas específicas de proteína tau presentes en el cerebro para el tratamiento personalizado de las personas con enfermedad de Alzheimer y otras tauopatías".
De cara al futuro, el equipo examinará los efectos cualitativos de la sonobiopsia en los biomarcadores plasmáticos y caracterizará los efectos de los parámetros de ultrasonidos focalizados y determinará un tiempo óptimo de extracción de sangre, además de determinar cómo puede aplicarse la sonobiopsia para liberar biomarcadores proteicos derivados del cerebro de mayor tamaño.
