En el Grupo de Nanobiomateriales Funcionales, dirigido por la investigadora Isabel Pastoriza Santos, están habituados a recibir investigadoras e investigadores de todo el mundo que realizan aquí sus estancia de pre y posdoctoramiento, pero esta es la primera vez que reciben a un investigador ganador de un contracto Marie Sklodowska-Curie Individual Fellowship (MSCA-IF), uno de los contratos de posdoctoramiento más prestigiosos que concede la Comisión Europea. Natural de la India y tras pasar por el Laboratorio Ibérico de Nanotecnología, Krishna Kant llegó al Centro de Investigaciones Biomédicas, Cinbio, como investigador principal del proyecto Mi-Scan, un trabajo en el que busca desenvolver una nueva técnica no invasiva de detección precoz de cáncer de pulmón, para lo que necesitaba un grupo de acogida experto en nanomateriales plasmónicos y detección SERS, por lo que no dudó en contactar con este equipo vigués y con la doctora María Teresa Curiel del hospital HM La Esperanza de Santiago de Compostela, experta en cáncer de pulmón que también apoya y participa en este proyecto.
Con 173.000 euros de presupuesto y 24 meses de duración, Krishna Kant explica que, si todo sale como si espera, el proyecto Mi-Scan presenta una "nueva y prometedora oportunidad" de detectar el cáncer de pulmón en una fase muy inicial de la enfermedad, sin usar ningún tipo de técnica inversora, y valiéndose de una simple muestra de saliva. "Cuando el dispositivo esté totalmente desarrollado habrá la posibilidad de incluirlo en los cribados regulares de salud, cada seis meses o un año, tanto para personas fumadoras como no fumadoras", recalca el investigador.
A día de hoy el cáncer de pulmón representa la mayoría de las muertes relacionadas con el cáncer en el mundo. Según explica el investigador, los cánceres de pulmón se clasifican en dos tipos: de un lado, el cáncer de pulmón de células pequeñas (SCLC), de carácter muy agresivo, ya que no es posible detectarlo en etapas iniciales, por lo que el diagnóstico es tardío y la esperanza de vida corta; y, de otro, el denominado cáncer de pulmón de células pequeñas (NSCLC) menos agresivo y que se puede diagnosticar en etapas iniciales. "Con este proyecto queremos mejorar la detección no invasora de esta dolencia en fase inicial (I, II) y para eso vamos a emplear biomarcadores de miRNA, pequeños ARNs que participan activamente en la regulación de la expresión génica", explica Kant.
La idea es desenvolver un dispositivo de microfluídica que emplee sondas de miARN combinadas con nanopartículas de oro para dirigirse a biomarcadores de miARN presentes en las células cancerosas de pulmón. Se aplica una metodología de detección de dispersión Raman mejorada en superficie (SERS) para lograr una detección sensible. Este biosensor funciona con muestras de esputo no invasoras de pacientes, superando las laboriosas y molestas metodologías usadas habitualmente para el diagnóstico de cáncer de pulmón.
"Hasta ahora la detección precoz del cáncer de pulmón usando una muestra no invasiva (miRNA de esputo por PCR) está limitada por su selectividad y sensibilidad (85-90%), que está por debajo del requerimiento clínico -por encima del 95%-", explica el investigador, a lo que añade que, no obstante, se espera que un estrecho señal de espectroscopia SERS con sensibilidad de nivel molecular único logre una detección múltiple de alta calidad de un panel de biomarcadores de miRNA para cumplir el requisito clínico del sistema de punto de atención (PoC). "Si todo va según lo esperado, se abre la posibilidad de realizar un diagnóstico de precisión en las fases I y II de esta enfermedad, diagnóstico que se llevará a cabo con un dispositivo PoC Mi-Scan que, una vez creado podría incluirse en los cribados regulares de salud", recalca el responsable de la investigación.
Un proyecto multidisciplinar que une el ámbito sanitario y el industrial
La multidisciplinariedad del proyecto puede observarse de forma clara en la cantidad de colaboradores, de diferente tipo, con los que cuenta. De un lado, la doctora María Teresa Curiel y su equipo proporcionarán instalaciones clínicas y muestras de pacientes para la conclusión y validación exitosa del prototipo y, de la otra, la start-up portuguesa de tecnología médica CRIAM, con sede en Braga, será la encargada de desenvolver el sistema de prototipos capaces de hacer lecturas automáticas para ensayos clínicos y de su producción a escala industrial. "Además también va a colaborar con nosotros el grupo de Bioloxía Sintética do Cinbio, dirigido por el profesor Gustavo Bodelón, pues cuentan con mucha experiencia en el campo de la biosensibilización con detección SERS", añade Kant.
El calendario de trabajo previsto se inició realizando la selección de los mejores biomarcadores de miARN de panel para la identificación del cáncer de pulmón en la fase inicial. El siguiente paso será el desarrollo de un chip de microfluídica para permitir la detección multipléxada de biomarcadores de miRNA objetivo en esputo mediante detección SERS. Una vez desarrollado el chip habrá que integrarlo con un sistema portátil y optimizar la detección de miRNA en comparación con el sistema de detección a escala de laboratorio. El último paso será la fase de validación, tanto del prototipo como de la metodología de estratificación del paciente en fase inicial.
Especialista en nano-biotecnología
Doctor en nano-biotecnología por la Universidad de Flinders, en Adelaide, Australia del Sur, este investigador ha realizado numerosas contribuciones al campo de la biodetección, sobre todo en todo aquello que implica fabricación de dispositivos de microfluídica, membranas nanoporosas y su aplicación en la entrega de medicamentos, así como en diferentes aspecto que tienen que ver con la separación, síntesis de modelos y aplicación de reconocimiento de biomoléculas insertas en chips. En la actualidad su investigación se ubica en el campo interdisciplinar de los sistemas de microfluídica avanzados y de la biosensibilización.