Descubren las «huellas dactilares» del cáncer en la sangre aplicando pulsos de luz infrarroja
Además de facilitar nuevos y mejores diagnósticos, la “huella molecular eléctrica” podría cambiar la forma en que los científicos entienden y abordan el cáncer
Pablo Javier Piacente / T21 10 ABR 2025 16:08
Una nueva prueba impulsada por IA puede detectar las «huellas dactilares» moleculares del cáncer en la sangre de un paciente utilizando destellos de luz infrarroja: podría marcar un antes y un después en los diagnósticos y tratamientos.
Una investigación liderada por la científica Mihaela Žigman y su equipo de la Universidad de Múnich, en Alemania, ha logrado desarrollar una nueva metodología para identificar la «huella dactilar» que caracteriza a distintos tipos de cáncer en la estructura molecular de la sangre de un paciente, combinando Inteligencia Artificial (IA) y pulsos de luz.
La técnica se fundamenta en la capacidad de la luz infrarroja para interactuar con diversas moléculas presentes en el plasma, que transportan información crucial sobre el estado de salud del organismo. Entre estas moléculas se encuentran proteínas, metabolitos, lípidos y sales: algunas de ellas son indicadores específicos de alteraciones en el organismo, como es el caso del antígeno prostático específico (PSA) para el cáncer de próstata.
La detección temprana del cáncer es uno de los mayores desafíos en la medicina moderna, ya que los métodos convencionales, como las biopsias y otros procedimientos invasivos, pueden resultar costosos, demasiado lentos y a menudo incómodos para el paciente.
El nuevo estudio publicado en la revista ACS Central Science presenta una técnica innovadora basada en el uso de luz infrarroja pulsada, destinada a identificar perfiles moleculares en el plasma sanguíneo: la herramienta podría convertirse en una alternativa clave para el diagnóstico de diversos tipos de cáncer.
La metodología, denominada “huella molecular eléctrica”, consiste en someter muestras de plasma, que es la porción líquida de la sangre desprovista de células, a breves pulsos de luz infrarroja. Durante este procedimiento, se registra la respuesta de las moléculas presentes en la muestra, generando patrones de emisión que funcionan como una especie de “huella digital” para cada individuo. En esta investigación se analizaron muestras de 2.533 participantes, incluyendo aquellos diagnosticados con cáncer de pulmón, próstata, mama y vejiga, así como individuos sanos.
El modelo de Inteligencia Artificial desarrollado por los investigadores pudo identificar patologías mucho más rápido que los humanos, a veces detectando signos que los médicos habían pasado por alto. / Créditos: Eric Nilsson, Skinner Laboratory, WSU.
Uno de los aspectos más destacados del estudio es el uso de modelos de aprendizaje automático para entrenar a una Inteligencia Artificial (IA) en el reconocimiento de firmas moleculares específicas. Al comparar los patrones obtenidos de pacientes con cáncer frente a los de voluntarios sin la enfermedad, el sistema fue capaz de detectar, con una precisión de hasta el 81%, las firmas características del cáncer de pulmón.
Acceso a un rico espectro molecular
Aunque la detección de los otros tipos de cáncer mostró resultados menos contundentes, estos hallazgos son prometedores y sientan las bases para el desarrollo de diagnósticos menos invasivos y más rápidos.
La importancia de esta investigación radica en su potencial para transformar el paradigma del cribado oncológico: en el futuro, un simple análisis de sangre, acompañado de esta avanzada técnica de análisis molecular integrada a IA y puntos de luz, podrá identificar múltiples tipos de cáncer en una fase inicial. Esto no solo facilitaría el tratamiento, sino que además disminuiría el impacto emocional y físico de los diagnósticos tradicionales.
Referencia
Electric-Field Molecular Fingerprinting to Probe Cancer. Kosmas V. Kepesidis et al. ACS Central Science (2025). DOI:https://doi.org/10.1021/acscentsci.4c02164
La técnica se fundamenta en la capacidad de la luz infrarroja para interactuar con diversas moléculas presentes en el plasma, que transportan información crucial sobre el estado de salud del organismo. Entre estas moléculas se encuentran proteínas, metabolitos, lípidos y sales: algunas de ellas son indicadores específicos de alteraciones en el organismo, como es el caso del antígeno prostático específico (PSA) para el cáncer de próstata.
Sin embargo, en lugar de enfocarse en un único biomarcador, la metodología desarrollada permite observar un complejo espectro molecular que se asocia a diferentes tipos de cáncer. Esto abre la posibilidad de implementar un diagnóstico multidimensional que abarque varias patologías en un solo test.
En busca de las huellas del cáncer
Comunicado de prensa
«huellas dactilares» del cáncer en la sangre aplicando pulsos de luz infrarroja
El diagnóstico de cáncer tradicionalmente requiere procedimientos invasivos o laboriosos, como biopsias de tejido. Ahora, una investigación publicada en ACS Central Science revela un método que utiliza luz infrarroja pulsada para identificar perfiles moleculares en el plasma sanguíneo que podrían indicar la presencia de ciertos cánceres comunes. En este estudio de prueba de concepto, se analizó el plasma sanguíneo de más de 2000 personas para vincular patrones moleculares con el cáncer de pulmón, extrapolando una posible «huella dactilar del cáncer».
El plasma es la porción líquida de la sangre, desprovista de células. Transporta diversas moléculas, como proteínas, metabolitos, lípidos y sales, por todo el cuerpo. Algunas moléculas transportadas por el plasma sanguíneo indican posibles problemas de salud. Por ejemplo, los niveles inusualmente altos de antígeno prostático específico se utilizan para detectar el cáncer de próstata. En teoría, una prueba médica que mida una amplia gama de moléculas podría identificar un patrón específico para diferentes tipos de cáncer, lo que agiliza el diagnóstico y reduce los costos. Para buscar patrones químicos reveladores del cáncer, Mihaela Žigman y sus colegas probaron una técnica llamada huella molecular de campo eléctrico, que utiliza luz infrarroja pulsada para perfilar mezclas moleculares complejas en el plasma sanguíneo.
Primero, los investigadores utilizaron la técnica de huella molecular de campo eléctrico para enviar ráfagas ultracortas de luz infrarroja a través del plasma. Analizaron muestras de 2533 participantes del estudio, incluyendo personas con cáncer de pulmón, próstata, mama o vejiga, y personas sin cáncer. Para cada muestra, registraron el patrón de luz emitido por las mezclas moleculares en el plasma, denominado «huella molecular infrarroja».
Utilizando estos patrones complejos de individuos con y sin cáncer, los investigadores entrenaron un modelo de aprendizaje automático para identificar las firmas moleculares asociadas con los cuatro tipos de cáncer. El modelo informático se probó en un subconjunto separado de muestras de los participantes para ver su rendimiento con datos de prueba no analizados. La técnica analítica demostró un nivel convincente de precisión (hasta un 81%) en la detección de firmas infrarrojas específicas del cáncer de pulmón y su diferenciación de las muestras de control obtenidas de individuos sin cáncer. Sin embargo, el rendimiento del modelo informático tuvo tasas de éxito más bajas en la detección de los otros tres tipos de cáncer. En el futuro, los investigadores pretenden ampliar y probar el enfoque para identificar otros tipos de cáncer y otras afecciones de salud.
«La huella molecular infrarroja basada en láser detecta el cáncer, lo que demuestra su potencial para el diagnóstico clínico», afirma Žigman. «Con nuevos avances tecnológicos y una validación independiente en estudios clínicos con la suficiente solidez, podría establecer aplicaciones generalizables y trasladarse a la práctica clínica, impulsando así la forma en que diagnosticamos y cribamos el cáncer hoy en día».
Los autores agradecen el apoyo del Centro de Aplicaciones Avanzadas de Láser (CALA) de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich y del Proyecto de Apoyo a los Investigadores.
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