Investigadores de Hong Kong están probando un sistema de PCR de nueva generación capaz de analizar muestras de sangre y ofrecer resultados de pruebas oncológicas en un plazo de tres a cuatro horas.
En la segunda entrega de una serie de cuatro reportajes sobre salud, titulada Health Matters y dedicada a la medicina de vanguardia en Hong Kong, Fiona Sun analiza cómo un nuevo sistema de PCR puede detectar cáncer, infecciones y anomalías congénitas en cuestión de horas, así como los desafíos que deben superarse para que estos avances de laboratorio lleguen a los pacientes.
Todo comenzó con un bulto parecido a un grano en el cuello de Audrey Kwan. En apenas un mes, había crecido hasta alcanzar el tamaño de una pelota de tenis de mesa.
Sin embargo, tuvieron que realizarle análisis de sangre, una biopsia y varias tomografías computarizadas (TAC) antes de que esta joven de Hong Kong, que entonces tenía 20 años, recibiera un diagnóstico de linfoma en estadio II hace seis años.
Kwan recuerda que tuvo que esperar varios días para conocer los resultados de la biopsia en un hospital público, hasta que el tumor, que seguía creciendo, le provocó un dolor tan intenso que tuvo que acudir al servicio de urgencias.
Solo entonces, según explica, se agilizó la entrega de los resultados, que llegaron al día siguiente.
«Mi familia y yo estábamos realmente aterrorizados porque no sabíamos qué estaba pasando. Los resultados de las pruebas y los distintos procedimientos llevaban tiempo», recuerda.
«Al final, no podía evitar preguntarme: si lo hubiéramos descubierto antes, ¿la enfermedad no habría progresado hasta el estadio II? ¿Podría haberse quedado en el estadio I?».
Ahora, con 26 años y recuperada de la enfermedad, Kwan considera que disponer de métodos de detección del cáncer más rápidos, sencillos y asequibles podría evitar a otros pacientes parte de esa incertidumbre y sufrimiento.
Dentro de uno o dos años, los pacientes de Hong Kong podrían tener acceso a una prueba de detección del cáncer capaz de ofrecer resultados en un plazo de tres a cuatro horas, por un coste de varios miles de dólares hongkoneses.
El Centro de Instrumentación Biomédica Avanzada (Advanced Biomedical Instrumentation Centre), situado en el Parque Científico de Hong Kong, está realizando ensayos clínicos con un sistema de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de cuarta generación desarrollado recientemente, que, según sus responsables, permite detectar cáncer, enfermedades infecciosas y anomalías congénitas.
Sigrid Chen Sijie, responsable de desarrollo de negocio del centro, afirma que el sistema podría constituir una alternativa más rápida y económica a determinadas herramientas diagnósticas actuales.
Según explica, las tomografías computarizadas pueden no detectar tumores muy pequeños, mientras que la secuenciación genómica puede requerir más de una semana y alcanzar un coste de decenas de miles de dólares hongkoneses.
«La PCR es una tecnología ampliamente conocida que siempre ha estado a la vanguardia de las pruebas moleculares, del ADN y de los análisis genéticos, y que forma parte de nuestra vida cotidiana. Nuestra PCR de cuarta generación se centra principalmente en aumentar la cantidad de información que puede analizar», señala Chen.
«Estamos aplicando una tecnología rápida, asequible y, sobre todo, accesible a un proceso de toma de decisiones médicas más complejo», añade.
«Pescar» en estanques más pequeños
La PCR es una técnica de laboratorio que permite generar rápidamente entre millones y miles de millones de copias de un segmento específico de ADN, facilitando así su estudio detallado.
El procedimiento utiliza pequeños fragmentos sintéticos de ADN, denominados cebadores, para seleccionar una región del genoma que se desea amplificar. Posteriormente, mediante sucesivos ciclos de síntesis de ADN, se obtienen múltiples copias de ese fragmento.
Esta técnica adquirió una gran notoriedad durante la pandemia de coronavirus, cuando se utilizó como uno de los métodos más eficaces para detectar la presencia del virus en el organismo.
Sin embargo, la PCR convencional presenta limitaciones en términos de velocidad, sensibilidad y capacidad de análisis múltiple, conocida como multiplexación, que permite detectar diferentes dianas en una misma prueba.
El proyecto para desarrollar el nuevo sistema comenzó en 2021 en el centro, bajo la dirección de la Universidad de Hong Kong y en colaboración con la Universidad de Harvard.
Chen explica que el centro se creó con el objetivo de transformar investigaciones científicas de vanguardia en herramientas prácticas que ayudaran a los médicos a evaluar mejor el estado de salud de sus pacientes.
«La PCR es una tecnología ampliamente utilizada y todo el mundo sabe que una de sus principales limitaciones reside en su capacidad de multiplexación. Por ello, este se ha convertido naturalmente en uno de los grandes desafíos que los investigadores del sector llevan tiempo intentando resolver», afirma.
El nuevo sistema combina códigos de barras moleculares con microfluídica de gotas para detectar simultáneamente millones de localizaciones diana en una única prueba.
La microfluídica es una tecnología que permite manipular cantidades muy pequeñas de líquido a través de canales estrechos. En comparación con los métodos convencionales, puede facilitar reacciones y análisis más rápidos, además de mejorar la precisión.
En el nuevo procedimiento, primero se extrae la información del ADN de una muestra de sangre del paciente. Posteriormente, mediante chips microfluídicos, el material se distribuye en millones de pequeñas gotas, explica Chen.
«Distribuimos las muestras de un gran volumen en gotas individuales y fotografiamos cada una de ellas. Esto nos permite observar de cerca los procesos que tienen lugar dentro de cada gota, identificar las dianas con mayor precisión y mejorar la sensibilidad», señala.
Para explicar el funcionamiento de esta tecnología, Chen utiliza una comparación con la pesca.
«Supongamos que sé que hay diez peces en un estanque y quiero capturarlos todos. Si el estanque es enorme, podría pasar cinco o seis días sin conseguir pescar esos diez peces», explica.
«Sin embargo, si divido el agua en recipientes individuales, puedo ver fácilmente en cuál de ellos hay un pez».
Según añade, este incremento de la sensibilidad resulta fundamental para detectar enfermedades como el cáncer en sus fases iniciales.
Una carrera contra el tiempo
La prueba podría generar un informe en un plazo de tres a cuatro horas desde la extracción de la muestra de sangre, explica Chen.
Se espera que su coste sea asequible, con un precio comprendido entre unos pocos cientos y varios miles de dólares hongkoneses.
Según la investigadora, obtener resultados más rápidamente podría ayudar a los médicos a tomar decisiones terapéuticas con mayor agilidad, algo que puede resultar decisivo para los pacientes gravemente enfermos.
«Si tomamos como ejemplo la sepsis, la principal razón por la que se necesita nuestro instrumento es su eficiencia en términos de tiempo y control», explica.
«Por cada hora que se retrasa el tratamiento, el riesgo de muerte aumenta un 8 %», sostiene Chen.
Actualmente, el diagnóstico de la sepsis, una enfermedad potencialmente mortal en la que la respuesta del organismo a una infección provoca daños en sus propios tejidos y órganos, suele apoyarse en el hemocultivo, una prueba de laboratorio que permite identificar bacterias, hongos u otros microorganismos presentes en el torrente sanguíneo.
«Como una persona muy cercana de mi familia sufrió sepsis, sé por experiencia propia lo angustioso que resulta para una familia esperar los resultados de un hemocultivo», afirma.
«El hemocultivo consiste en extraer sangre del paciente e incubarla en un entorno adecuado para el crecimiento bacteriano. Después de unos dos o tres días, una vez que las bacterias han crecido en el cultivo, se realiza una prueba para determinar qué antibióticos son eficaces».
«Pero es posible que el paciente no pueda esperar varios días para obtener un resultado».
El nuevo sistema de PCR se centra principalmente en tres grupos de enfermedades: cáncer, enfermedades infecciosas y anomalías congénitas. Chen señala que posteriormente se incorporarán otras patologías.
Del prototipo a su aplicación en pacientes
En febrero de 2025 se completó un prototipo listo para su utilización.
Actualmente, el dispositivo se está sometiendo a ensayos clínicos en Hong Kong, así como en China continental, Estados Unidos, Singapur y Tailandia, entre otros territorios.
«Como trabajamos directamente con información genética, existen pequeñas variaciones entre distintas poblaciones de origen étnico», explica Chen.
La responsable reconoce que desarrollar la tecnología constituye solo una parte del desafío.
El centro también ha tenido que reunir a especialistas de ámbitos tan diversos como la microfluídica, la mecánica, la electrónica y la biología, además de profesionales con experiencia en transformar investigaciones de laboratorio en productos preparados para su comercialización.
«El desafío ahora consiste en conseguir que los médicos respalden esta herramienta útil lo antes posible, superar una serie de pruebas de evaluación y garantizar que los pacientes puedan beneficiarse de ella cuanto antes», afirma.
Para generar esa confianza, el centro trabajará con sus colaboradores clínicos y utilizará el sistema para analizar un mayor volumen de muestras, con el objetivo de demostrar su potencial.
Según Chen, la finalidad última es integrar esta tecnología en el sistema sanitario y en las decisiones terapéuticas habituales.
La investigadora prevé que el método pueda estar disponible para los pacientes en entornos de laboratorio dentro de uno o dos años, antes de su introducción en los hospitales.
«Hong Kong será, sin duda, nuestro primer lugar de implantación piloto, pero creemos que el valor comercial de esta tecnología no se limitará a Hong Kong y que posteriormente podremos extenderla al resto del mundo», señala.
Transformar la investigación en soluciones médicas
El Centro de Instrumentación Biomédica Avanzada se creó en el marco de la iniciativa gubernamental Health@InnoHK y tiene su sede en el Parque Científico de Hong Kong.
Su objetivo es reducir la distancia entre la investigación académica y la asistencia sanitaria, transformando las innovaciones biomédicas en aplicaciones clínicas.
Chen explica que el sector de la innovación y la tecnología de Hong Kong ha experimentado un crecimiento durante los últimos años, impulsado por el apoyo gubernamental y por la estrategia de la ciudad para consolidarse como centro internacional de innovación sanitaria y médica.
«Yo misma me gradué en una disciplina STEM —ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas— y recuerdo que los compañeros de cursos superiores no tuvieron tanta suerte cuando terminaron sus estudios», explica.
«En aquella época, si querían permanecer en el sector, solo tenían dos opciones: realizar un doctorado y convertirse en profesores universitarios o incorporarse a una empresa para vender productos a los hospitales».
Ahora, con la aparición de un mayor número de empresas emergentes, los investigadores disponen de una nueva vía para transformar sus ideas innovadoras en productos reales, añade Chen.
«Durante el desarrollo de nuestro centro en los últimos años, hemos conseguido atraer a numerosos profesionales de otros países a Hong Kong para colaborar en la transformación de la investigación científica local en productos reales que podemos encontrar en nuestra vida cotidiana», afirma.
Para seguir desarrollando el sector y apoyar a las empresas emergentes, Chen reclama una mayor implicación del Gobierno para facilitar la conexión entre las compañías y los profesionales médicos.
De esta manera, las empresas podrían conocer mejor las necesidades clínicas y perfeccionar sus tecnologías en consecuencia.
«Creemos que nuestra plataforma tiene un potencial ilimitado», concluye.
«Esto incluye ámbitos como la contaminación del agua y la seguridad alimentaria, donde resulta esencial analizar múltiples niveles de información y donde nuestra tecnología puede ser necesaria».
FUENTE: South China Morning Post
