El dispositivo, fabricado por Nanosphere, una startup con sede en Northbrook, Illinois, es capaz, en cuestión de horas, de detectar variaciones genéticas en la sangre que modulan la efectividad de ciertos fármacos. Apodada como Verigene, la tecnología emplea una combinación de microfluidos y nanotecnología, albergada en un único cartucho de plástico, para extraer el ADN de una muestra de sangre y después analizarlo a la búsqueda de secuencias relevantes.
“Creemos que la ventaja de nuestro sistema es que este formato de cartucho simple se podría utilizar en cualquier hospital, incluso en el despacho de un doctor,” señala William Moffitt, director general de Nanosphere. “Estamos acercando unos tipos de pruebas de alta complejidad hasta el nivel de cuidados al paciente.” Moffitt afirma que Verigene es el primero producto de microfluidos basado en nanotecnología capaz de analizar el ADN directamente desde una muestra de sangre.
La gente responde a los fármacos de forma muy distinta, gracias en parte a las frecuentes variaciones genéticas localizadas en las enzimas que metabolizan algunos de los componentes más recetados, tales como las medicinas para el corazón, los fármacos contra el dolor y los antidepresivos. Aunque los doctores utilizan ampliamente las pruebas farmacogenómicas para recetar fármacos contra el cáncer, este tipo de pruebas no se usa aún con la misma frecuencia para aquellos otros fármacos cuya efectividad se ve modulada por la genética, incluyendo los destinados al VIH, el control del dolor y la epilepsia. La tecnología necesaria para detectar estas variaciones en los pacientes lleva disponible desde hace años, aunque el proceso a menudo toma mucho tiempo y resulta caro. Los médicos normalmente envían la saliva o la sangre de los pacientes a un laboratorio central, donde el ADN se aisla, se amplifica y es analizado. Este proceso puede tardar días o semanas.
“En algunos casos no importa si se tardan unas semanas en obtener un resultado. Pero en algunos otros casos nos gustaría obtener la información necesaria para recetar un fármaco durante la visita en el médico, cuando el paciente se encuentra allí mismo,” afirma Howard McLeod, director del Insitituo de Farmacogenómica y Terapia Individualizada en la Universidad de Carolina del Norte, en Chapel Hill. “De ese modo podríamos decir que tal fármaco es el que, según el ADN, será probablemente más beneficioso en comparación con los demás.”
El anticoagulante warfarin, por ejemplo, se receta a menudo para evitar los coágulos de sangre. Sin embargo los pacientes metabolizan el fármaco de forma distinta, lo que significa que hay que vigilarlos de cerca para asegurarse de que no sufran derrames peligrosos. La FDA cambió la etiqueta del fármaco en 2007 para señalar que hay dos variaciones genéticas específicas que afectan a la sensibilidad del paciente ante el fármaco, aunque las pruebas genéticas a nivel más amplio aún no tienen toda la popularidad deseada. “En la actualidad, los tests de genotipo disponibles para la farmacogenómica del warfarin requieren el aislamiento del ADN de la sangre y su puesta a prueba en un laboratorio de diagnósticos moleculares que esté certificado para llevar a cabo pruebas de alta complejidad,” señala Karen Weck, directora del laboratorio de genética molecular de la Universidad de Carolina del Norte, en Chapel Hill.
Nanosphere está desarrollando un test capaz de detectar estas variaciones en las muestras de sangre en una hora o dos. La sangre del paciente se inyecta en un cartucho desechable, que contiene una placa de cristal con ADN. La carcasa de plástico también alberga un sistema de cámaras de microfluidos que contienen los reactivos necesarios para llevar a cabo un cierto número de reacciones químicas. Cuando el cartucho se inserta en el instrumento Verigene, unas válvulas mecánicas, junto con el uso de aire, mezclan a presión los reactivos en las distintas cámaras, provocando así una serie de reacciones.
En primer lugar unas microesferas magnéticas extraen los glóbulos blancos, que después se abren mediante el uso de energía sónica, soltando así los fragmentos de ADN. Más tarde se limpia todo excepto el ADN, y una solución conteniendo estos fragmentos de ADN comienza a deslizarse a través de la placa de cristal. El ADN se vincula a ciertos puntos sobre la placa en los que se han impreso secuencias de ADN complementarias a aquellas que se desea detectar. Unas nanopartículas de oro, de alrededor de 13 nanómetros de diámetro, se unen a la otra terminación de los fragmentos de ADN capturados, atrapándolos. Cada nanopartícula de oro tiene una capa de plata, lo que expande el diámetro hasta alcanzar medio micrón, por lo que se pueden detectar fácilmente cuando son alcanzadas por la luz.
“Si funciona, podría ser una forma cómoda para que los médicos y las clínicas de coagulación incorporen la información farmacogenómica en las dosis recetadas de warfarin,” señala Weck. No obstante, añade, “la precisión del test se debería comparar cuidadosamente con tests moleculares más tradicionales antes de que se empiece a utilizar ampliamente.” Nanosphere ya tiene la aprobación de la FDA para un test de warfarin utilizado en una versión más antigua de su sistema, y tiene previsto solicitar la aprobación reguladora para su nuevo test el año próximo.
La compañía también está desarrollando un test farmacogenómico para su uso con el fármaco anticoagulante Plavix, que se receta a las personas con ‘stents’ cardíacos. El fármaco debe ser metabolizado en su forma activa, y los científicos descubrieron recientemente que alrededor del 30 por ciento de las personas de raza blanca tiene una variante de pobre funcionamiento de la encima que metaboliza el fármaco y, por tanto, tienen menos probabilidades de beneficiarse de él. Aunque en la actualidad es posible identificar este tipo de pacientes a través de tests enviados por correo, “queremos saber la respuesta antes de mandar al paciente a su casa,” afirma Marc Sabatine, cardiólogo en Brigham and Women’s Hospital en Boston.
El dispositivo de Nanospehere es un ejemplo más entre una serie de tecnologías de microfluidos que actualmente se desarrollan para las así llamadas pruebas genéticas “de diagnóstico inmediato”—diagnósticos que se pueden llevar a cabo en el hospital o en el despacho del doctor mientras el paciente se encuentra presente. Verigene, que fue aprobado por la FDA en octubre, viene con módulos distintos, que van desde los 40.000 a los 80.000 dólares, y diseñados para distintos tipos de pruebas.
“Podrías tener una versión de nuestro sistema en un laboratorio de diagnósticos moleculares donde se lleven a cabo ensayos genéticos, como los de la fibrosis cística y el warfarin, o en un laboratorio de microbiología que lleve a cabo ensayos con virus, o en un laboratorio de estadística para tests de sala de emergencias, como el test cardíaco troponin, un biomarcador utilizado para diagnosticar los ataques al corazón, así como con pruebas farmacogenómicas para el metabolismo del Plavix,” afirma Moffitt. El sistema Verigene también detecta virus respiratorios, como la gripe H1N1. Durante el mes pasado, la compañía ha estado instalando los sistemas en centros médicos que van desde los típicos hospitales comunitarios hasta grandes hospitales de investigación académica.
Los investigadores esperan que la disponibilidad de este tipo de pruebas permita el descubrimiento de nuevas aplicaciones dentro de los tests farmacogénicos. “También hay fármacos que utilizamos en las unidades de cuidados intensivos que se verían beneficiados por las terapias guiadas a través de la genética, aunque debido a la ausencia de la tecnología necesaria para llevar a cabo tests farmacogénicos rápidamente, nadie realmente se ha puesto a intentarlo,” señala McLeod.