Ciencia Salud : cáncer de próstata y colesterol
Un nuevo sistema facilita el diagnóstico y la detección temprana del cáncer de próstata
Diagnóstico más preciso, objetivo y rápido
- El sistema ha sido ideado por investigadores de la Universitat Politècnica de València, la Universidad de Granada y el Hospital Clínic i Universitari de València, en el marco del proyecto SICAP
- Los investigadores han desarrollado ya una web que facilita la evaluación de las muestras obtenidas en la biopsia y una primera versión del sistema que determina, si esas muestras son cancerosas o no.
Mª Sales Sales, José Mª Martínez Javaloyas y Valery Naranjo
Investigadores de la Universitat Politècnica de València y la Universidad de Granada, junto con médicos especialistas del Hospital Clínic i Universitari de València están trabajando en el desarrollo de un nuevo sistema de ayuda al diagnóstico del cáncer de próstata. Este trabajo se enmarca dentro del proyecto SICAP. -
Hasta el momento, los investigadores han desarrollado ya una aplicación web que facilita a los patólogos la evaluación de las muestras obtenidas en las biopsias, y una primera versión del sistema que es capaz de determinar si las muestras analizadas son cancerosas o no.
La web es una herramienta “de gran valor” para una primera evaluación de las muestras histopatológicas de los pacientes, pues facilita a los patólogos el análisis de la imagen de cada muestra. “Tras cargar las imágenes –de alta resolución- en el sistema, puede ampliarlas sin perder resolución, lo que permite analizar mejor y, sobre todo de una forma más cómoda y sencilla, cada muestra. Los patólogos pueden dibujar sobre la imagen, marcando las zonas afectadas e indicando el grado Gleason en cada una de esas zonas. Estos datos anotados serán los que nuestro sistema usará para su aprendizaje”, apunta Valery Naranjo, coordinadora del Computer Vision and Behaviour Analysis Lab-I3B de la Universitat Politècnica de València.
Mientras, sobre la primera versión del sistema, Naranjo destaca que consigue extraer nuevas características discriminativas a partir de las imágenes que nos permiten distinguir las cancerígenas de las sanas con una sensibilidad del 95% y una especifidad del 99%. El trabajo se centra ahora en entrenar el sistema para que sea capaz no sólo de detectar la muestra cancerígena sino también de indicar el grado de cáncer.
Sobre el cáncer de próstata y su detección
El cáncer de próstata es la causa más común de muerte por cáncer en hombres mayores de 70 años y la edad media del diagnóstico se sitúa en los 66 años. La mayoría de los casos –un 92%- se detecta cuando la enfermedad está ubicada en la glándula prostática o en los órganos adyacentes.
El procedimiento para el diagnóstico de esta patología comienza en la consulta del urólogo con una entrevista clínica, exploración física y, en su caso, solicitud de una determinación analítica de PSA (antígeno prostático específico).
“Esta técnica de cribado ha aumentado la capacidad de detección de esta enfermedad en la población de riesgo. Sin embargo, la prueba determinante para su diagnóstico es la biopsia de próstata, ya que la PSA es poco específica y proporciona gran cantidad de falsos positivos”, apunta Valery Naranjo.
Diagnóstico más preciso, objetivo y rápido
Según explica María Ángeles Sales Maicas, del Servicio de Anatomía Patológica del Hospital Clínic Universitari de València. cada muestra biópsica obtenida por el urólogo, se procesa en el laboratorio para su posterior análisis y evaluación por el patólogo, mediante microscopía óptica. “Es el patólogo el que determina si hay cáncer o no, y si lo hubiera informa del grado de diferenciación tumoral basándose en la escala de Gleason, el cual tiene significado pronóstico. Esta escala tiene cinco niveles y su valoración es subjetiva lo que dificulta su reproducibilidad, sobre todo en los grados 3 y 4”, apunta la Dra. Sales.
El sistema ideado en el proyecto SICAP permitirá la segmentación automática de las imágenes de las secciones histopatológicas de las biopsias de la próstata, así como la extracción de rasgos basados en la estructura de los tejidos. “Será la extracción de estas características la que ayudará a los patólogos al diagnóstico y valoración de los tumores y a clasificarlos de forma más objetiva, fundamentalmente en esos grados de afección 3-4”, apunta el Dr. Francisco García Morata, del Servicio de Urología del Hospital Clínic Universitari de València.
De este modo, el sistema SICAP no sustituirá al patólogo, pero permitirá eliminar gran parte de la subjetividad que acompaña al análisis de este tipo de muestras, lo que proporcionará al urólogo una información más robusta para determinar la agresividad tumoral y el pronóstico del paciente, lo que se traduce en que se podrán establecer pautas terapéuticas más adecuadas al tipo de tumor. “Puede ser especialmente útil en los hospitales más pequeños, donde el número reducido de patólogos impide la subespecialización de los mismos, lo que reduce la precisión en el análisis subjetivo de las muestras de biopisia”, indica el doctor José Mª Martínez Jabaloyas, del Servicio de Urología del Hospital Clínic Universitari de València.
Además, el sistema incorpora un conjunto de algoritmos de aprendizaje, de forma que ante un nuevo caso, compararía de forma automática las características de la muestra que se quiere analizar con otras registradas ya previamente, lo que facilita y agiliza el diagnóstico.
Rafael Molina investigador del Departamento de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial de la Universidad de Granada indica que este sistema, que en la actualidad está basado en la extracción de rasgos morfológicos de las imágenes histológicas para su posterior clasificación utilizando procesos gaussianos, incorporará próximamente la obtención no supervisada de la tinción hematoxilina-eosina así como la extracción automática de rasgos de interés en dichas imágenes utilizando técnicas de aprendizaje profundo (Deep Learning).
Datos de contacto profesional:
Luis Zurano Conches – Unidad de Cultura Científica e Innovación
Área de Comunicación
Universitat Politècnica de València ciencia@upv.es
Los ácidos grasos ω-3 disminuyen la acumulación tanto de colesterol como de colesterol oxidado en la pared arterial
Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) han demostrado que la acumulación de oxisteroles en la pared arterial está relacionada con cambios en la producción de distintos factores que regulan la función vascular. Estos resultados, publicados en PLoS ONE, podrían abrir nuevas líneas de investigación clínica para la prevención y tratamiento de enfermedades cardiovasculares.
Esquema indicando cambios inducidos por la orquidectomía sobre factores que regulan la función vascular. La gráfica muestra la disminución del contenido de oxisteroles en arterias de animales orquidectomizados alimentados con una dieta suplementada con ácidos grasos ω-3.
El grupo dirigido por la Dra. Mercedes Ferrer del Departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha demostrado que la dieta suplementada con un ácido graso poliinsaturado omega-3 (ω-3) previene el incremento de colesterol en la pared arterial.
Estos resultados fueron observados en ratas orquidectomizadas (que han perdido la función gonadal) y publicados en la revista PLoS ONE.
“Pero más importante aún –apuntan los autores– es que además del colesterol, hemos detectado siete productos derivados de la oxidación del colesterol (oxisteroles). Estos se consideran actualmente como los principales contribuyentes en el desarrollo de aterosclerosis y como un factor de riesgo cardiovascular más importante que el propio colesterol”.
En anteriores publicaciones, el mismo grupo demostró que la dieta suplementada con ω-3 ejerce en animales orquidectomizados efectos antioxidantes y antiinflamatorios, y mejoran el perfil lipídico, resultando todo ello en un efecto cardioprotector frente a las alteraciones vasculares inducidas por la pérdida de hormonas sexuales.
“Con este último estudio hemos demostrado por primera vez la relación existente entre la acumulación de los oxisteroles en la pared arterial y los cambios observados en la producción de distintos factores que regulan la función vascular”, detallan los autores.
Estos resultados obtenidos en investigación básica pueden hacerse extensivos a la investigación clínica, no sólo en situaciones con niveles disminuidos de hormonas sexuales, sino también en pacientes que presenten otros factores de riesgo cardiovascular.
Pérdida de hormonas sexuales y riesgo cardiovascular
Aunque entre los principales factores de riesgo cardiovascular destacan la hipertensión, la hipercolesterolemia, la diabetes, el tabaquismo y el sedentarismo, la pérdida de hormonas sexuales también influye de forma muy importante en la aparición de enfermedades cardiovasculares.
Así, cuando las mujeres llegan a la menopausia aumenta el riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares. Actualmente se sabe que este proceso también ocurre, de forma similar, en los hombres. Numerosos estudios epidemiológicos han puesto de manifiesto que la disminución en los niveles plasmáticos de andrógenos (hormonas sexuales masculinas), y en especial de testosterona (la principal hormona sexual masculina), se correlaciona con una mayor incidencia de enfermedades cardiovasculares.
La disminución de esta hormona puede ocurrir de varias formas: de manera natural o fisiológica (andropausia) a medida que el individuo envejece, puede estar relacionada con diferentes patologías del sistema endocrino como el hipogonadismo, o puede aparecer como consecuencia de cierto tratamiento farmacológico del carcinoma de próstata (tumor andrógeno-dependiente) en el que se bloquea la producción y la función de los andrógenos. Sea cual fuere el origen de la disminución de testosterona, esta situación ejerce un efecto negativo sobre el sistema cardiovascular.
El grupo de investigación dirigido por la Dra. Ferrer ha descrito ya en diversas publicaciones previas algunos de los mecanismos mediante los cuales la pérdida de andrógenos ejerce efectos deletéreos sobre el sistema cardiovascular.
Así, en ratas macho orquidectomizadas (a las que se ha extirpado quirúrgicamente los testículos y presentan niveles muy bajos de andrógenos) se ha descrito un incremento del estrés oxidativo y de sustancias vasoconstrictoras (prostranoides) que disminuyen el efecto vasodilatador de otras sustancias, como el óxido nítrico.
También el perfil lipídico de estos animales se ve afectado, de modo que presentan niveles elevados de colesterol, triglicéridos y lipoproteínas de baja densidad. Además, este desbalance en la producción de distintos factores induce una disminución del diámetro de arterias implicadas en la regulación de la presión arterial.
Primera causa de muerte en España
Las enfermedades cardiovasculares, como la enfermedad isquémica del corazón, la enfermedad cerebrovascular y la insuficiencia cardíaca, presentan una elevada prevalencia en la sociedad actual y constituyen la primera causa de muerte en España.
Además, es previsible que el impacto de estas enfermedades aumente en las próximas décadas debido al envejecimiento de la población. Por ello, el conocimiento de los mecanismos implicados en estas patologías resulta fundamental para poder aplicar estrategias terapéuticas que consigan su prevención o que aminoren su severidad.
Este estudio fue financiado por la Comunidad de Madrid y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional. También contó con la colaboración del grupo del Dr. Hugo S. García, del Instituto Tecnológico de Veracruz (México), que aportó una amplia experiencia en Tecnología de Alimentos y en la determinación de oxisteroles mediante técnicas cromatográficas.
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Referencia bibliográfica:
Villalpando DM, Rojas MM, García HS, Ferrer M. “Dietary docosahexaenoic acid supplementation prevents the formation of colesterol oxidation products in arteries from orchidectomized rats”. PLoS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0185805
Contacto:
Mercedes Ferrer, Profesora Titular Departamento de Fisiología Facultad de Medicina
Universidad Autónoma de Madrid e-mail: mercedes.ferrer@uam.es