Este biosensor representa una innovación disruptiva en el diagnóstico del cáncer de próstata al permitir la detección de marcadores en orina que puedan detectar de manera temprana un proceso maligno
Autores: Gladys Edith Cedeño Arboleda1, Raúl Jacobo Delgado Macuil2, Salvador Peréz Mora3, María del Consuelo Gómez García3 y David Guillermo Pérez-Ishiwara3*
(1) Programa de Maestría en Ciencias en Biomedicina Molecular, ENHM-IPN (2) CIBA – IPN (3) Laboratorio de Biomedicina Molecular I, ENMyH – Instituto Politécnico Nacional (IPN). *Líder de Proyecto
El cáncer de próstata representa un desafío significativo para la salud pública a nivel mundial, debido a su elevada incidencia y mortalidad.
Hasta ahora, los métodos diagnósticos están basados en los niveles serológicos del antígeno prostático (PSA), y en los cambios arquitectónicos y morfológicos de la glándula evaluados mediante ultrasonido y tacto rectal.
Un equipo de científicos mexicanos, liderados por el Dr. David Guillermo Pérez-Ishiwara, con participación de la científica panameña Gladys Edith Cedeño Arboleda, han creado un biosensor óptico basado en miRNAs para el diagnóstico temprano y no invasivo del cáncer de próstata, novedad tecnológica todavía en escalamiento, para la cual esperan lograr alianzas internacionales que incluyen a la comunidad médica, científica e innovadora de Panamá.
En líneas siguientes los autores al frente de este biosensor innovador para la detección temprana del cáncer de próstata, comparten la historia detrás de esta invención y perspectivas.
Son ellos el Dr. David Guillermo Pérez Ishiwara y el Dr. Raúl Delgado Macuil, investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN), junto con un equipo de investigadores y estudiantes del programa de Biomedicina Molecular y del doctorado en Biotecnología de la ENMH-IPN, entre los que destaca la participación de la panameña Gladys Edith Cedeño Arboleda, ahora maestra en Ciencias en Biomedicina Molecular.
De izquierda a derecha:
- Dr. David Guillermo Pérez Ishiwara, coordinador general de la Red de Biotecnología en IPN. SNI III
- Gladys Edith Cedeño Arboleda, maestra en Ciencias en Biomedicina Molecular; Mgtr en Gerencia en Servicio de la Salud de la Universidad Metropolitana de Ciencia y Tecnología (Umecit) y licenciada en Tecnología Médica de la Universidad Latina
- Dra. María del Consuelo Gómez García, coordinadora del Doctorado en Biotecnología. SNI III
Contexto
La investigación ha revelado que ciertos eventos moleculares en la tumorogénesis de esta enfermedad están asociados a la desregulación en la expresión de pequeños RNAs (miRNAs), que controlan la proliferación, la diferenciación celular y la muerte celular (apoptosis).
De manera interesante, los estudios también permitieron identificar la presencia de Virus del Papiloma Humano (VPH) en muestras de cáncer de próstata, así como determinar que la infección con genotipos de VPH de alto riesgo (genotipos 16, 18, 31 y 33) correlacionó con la desregulación de miRNAs específicos que detonan el proceso oncogénico (Salgado-Hernández et al., 2024).
Para llevar a cabo este estudio, se utilizaron muestras de biopsias proporcionadas por diversos Hospitales de la Secretaría de Salud de la Ciudad de México y del Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE).
Para el desarrollo del biosensor, Gladys Edith Cedeño Arboleda, ahora maestra en Ciencias en Biomedicina Molecular, logró amplificar mediante RT-PCR en tiempo real miRNAs a partir de muestras de orina de los pacientes con cáncer. Este hallazgo permitía de manera promisoria desarrollar un método de diagnóstico no invasivo para el cáncer de próstata.
El dispositivo desarrollado es un biosensor de silicio cristalino de 2×2 mm, que, mediante enlaces covalentes, acopla moléculas de reconocimiento biológico que hibridan con los miRNAs, y a través de transducción óptica, detecta cambios espectrales interpretados por un software.
Este biosensor representa una innovación disruptiva en el diagnóstico del cáncer de próstata al permitir la detección de marcadores en orina que puedan detectar de manera temprana un proceso maligno. El método actual para detectar la expresión de este tipo de moléculas es la RT-PCR en tiempo real, cuyo costo supera los 2,000 pesos mexicanos (100 USD) por prueba, mientras que la fabricación de nuestro prototipo de biosensor tiene un costo significativamente menor, lo que representa una ventaja económica considerable para los pacientes y para los sistemas de salud .
Si bien en la actualidad el equipo óptico necesario para la detección del biosensor tiene un costo inicial elevado, se trabaja ya en el desarrollo de un espectrómetro portátil de bajo costo, que permitirá a laboratorios y hospitales incorporar esta tecnología de manera accesible.
El primer prototipo del biosensor ha demostrado su capacidad para distinguir entre lesiones benignas, como la hiperplasia prostática benigna, y lesiones malignas del cáncer de próstata. Además, ha mostrado una diferenciación clara en los grados de malignidad según la escala de Gleason mediante el análisis de datos con técnicas de Machine Learning.
Estamos en la búsqueda de colaboraciones internacionales que nos permitan ampliar la base de datos de muestras analizadas, con datos de pacientes de otras latitudes, que permita tener un perfil de biomarcadores miRNAs mayor, lo cual redundaría en tener un dispositivo médico más robusto. Se prevé la integración de esta tecnología con fibra óptica para lograr una detección en tiempo real, con mediciones cuantitativas de la expresión de estos biomarcadores directamente en la glándula prostática.
“Es decir uno de los retos futuros será la comparación del perfil de miRNAs detectado en muestras de biopsias y orina de la población masculina mexicana con el de otras regiones con características epidemiológicas y raciales distintas, como la población panameña. Esto permitirá determinar si existen variaciones en los miRNAs expresados y, en caso afirmativo, identificar biomarcadores específicos para cada grupo poblacional”.
Este proyecto abre la puerta a futuras colaboraciones con instituciones de investigación en otros países hermanos, con el objetivo de validar y expandir el uso del biosensor, optimizando así la detección temprana del cáncer de próstata y mejorando las estrategias de salud pública a nivel global.
Referencias:
- Salgado-Hernández, SV, Martínez-Retamoza, L., Ocadiz-Delgado, R., Pérez-Mora, S., Cedeño-Arboleda, GE, Gómez-García, M. d. C., Gariglio, P. y Pérez-Ishiwara, DG (2025). MiARN desregulados en lesiones prostáticas benignas asociadas al virus del papiloma humano y cáncer de próstata. Cánceres , 17 (1), 26. https://doi.org/10.3390/cancers17010026
- Cedeño Arboleda, G. E. (2024). Biomarcadores de miRNAs en cáncer de próstata y su posible uso en el desarrollo de un biosensor planar como método de detección [Tesis de Maestría]. Instituto Politécnico Nacional.
