El cáncer urinario se refiere a la presencia de células cancerosas en el sistema urinario, que incluye los riñones, la vejiga, los uréteres (los conductos que conectan los riñones con la vejiga) y la uretra (el conducto que transporta la orina desde la vejiga hacia el exterior del cuerpo) . Los tipos más comunes de cáncer urinario son el cáncer de riñón y el cáncer de vejiga, aunque el cáncer también puede desarrollarse en otras partes del sistema urinario.

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General

La investigación de biomarcadores eficaces para neoplasias malignas es ahora un tema candente de estudio en la investigación clínica y médica, ya que puede conducir a la detección o el diagnóstico precancerosos. Puede proporcionar información crucial sobre el tipo de cáncer urinario y su progresión.

En la etapa en la que progresa la enfermedad, se están estudiando más componentes bioquímicos o químicos de los fluidos del cuerpo humano, como la orina, la sangre y el líquido cefalorraquídeo. Estos biomarcadores son valiosos en la investigación del cáncer, el diagnóstico precáncer y el seguimiento del cáncer o después de la terapia contra el cáncer. En el análisis se han utilizado ampliamente varias cromatografía de gases (GC), cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), electroforesis capilar (CE) y otras técnicas de separación actuales, así como técnicas con guiones. La CE es una técnica analítica muy eficiente y práctica debido a su modesto requisito de volumen de muestra y su gran adaptabilidad de separación, que va desde pequeños compuestos inorgánicos hasta biomoléculas importantes. El análisis de orina de rutina se usa comúnmente en el laboratorio clínico moderno para monitorear la función renal, la infección bacteriana, los niveles de glucosa y otras razones de diagnóstico del paciente. Aunque es discutible si la orina, la sangre, el líquido cefalorraquídeo u otro fluido corporal son más útiles en el diagnóstico, no hay duda de que la orina juega un papel vital en el tratamiento de las enfermedades. Ayuda a determinar la matriz biológica para determinar la condición física de un paciente.

El cáncer de orina es actualmente uno de nuestros problemas de salud pública más graves. Con el avance de la bioquímica y la tecnología analítica, el diagnóstico de lesiones precancerosas se ha convertido en un tema candente en la investigación clínica y preclínica. A medida que avanza la investigación precancerosa, los biomarcadores del cáncer se vuelven más visibles al proporcionar información vital. Es factible determinar el tipo de cáncer y la ubicación de la progresión de un paciente en una etapa muy temprana.

Las características de un biomarcador ideal son las siguientes:

(i) específico para el proceso maligno

(ii) específico del tipo de tumor

(iii) fácilmente detectable en fluidos corporales y extractos de tejidos

(iv) detectable temprano en el curso de la enfermedad antes de que la enfermedad sea clínicamente aparente

(v) indicativo de la carga global de células tumorales

(vi) indicativo de la presencia de micrometástasis y

(vii) predictivo de recaída

Electroforesis capilar

La CE es una técnica analítica muy eficiente que ha tenido un impacto significativo en la investigación biomédica y las prácticas clínicas y forenses durante la última década. La CE se ha vinculado a varios sistemas de detección según el tipo de analitos, incluidos los analitos visibles por UV.

Absorción, conductimetría, MS, patch-clamp, detección electroquímica (EC) y fluorescencia inducida por láser son algunas de las técnicas utilizadas. CE ha sido excepcionalmente competente en el estudio de una amplia gama de analitos a partir de moléculas diminutas utilizando estos diversos métodos de detección (iones inorgánicos y moléculas orgánicas) en comparación con biomoléculas más significativas (ADN y proteínas). La electroforesis capilar tiene varias ventajas distintas. Recientemente se han informado más y más estudios en el área de determinación y detección de biomarcadores de cáncer por CE, incluidos nucleósidos, ácido ribonucleico (ARN), hidroxidesoxiguanosina, mutación de ADN, aducto de ADN, glicanos, proteínas, glicoproteínas y biomoléculas pequeñas.

1. Nucleósidos modificados

Un tipo de sustancia química que se observa en la orina humana son los productos de degradación de los ácidos nucleicos. El ARN, en particular el ARN de transferencia (ARNt), es una fuente importante de nucleósidos modificados que se observan en la orina. Hay más de 93 nucleósidos modificados identificados en la orina para todas las formas de ARN. Debido a estas observaciones, actualmente se cree que los nucleósidos modificados son un marcador tumoral general para varios tipos de cáncer. Incluye leucemias y linfomas, cáncer de tiroides, cáncer de cabeza y cuello, cáncer de mama, cáncer de ovario, cáncer de próstata, cáncer de pulmón, etc. La CE se utilizó por primera vez para separar y determinar nucleósidos en 1987, tanto para ribonucleósidos como para desoxirribonucleósidos. Debido a que los nucleósidos son moléculas sin carga en condiciones experimentales, la cromatografía capilar electrocinética micelar (MEKC) es el modo principal empleado en las separaciones de nucleósidos. Según los estudios, algunos niveles de nucleósidos en las muestras de orina de pacientes con cáncer son siempre más significativos que los de personas sanas. Por lo tanto, se podría utilizar un método de reconocimiento de patrones para brindar más información sobre las disparidades entre los dos grupos.

2. Aductos de ADN, ADN dañado y 8-hidroxidesoxiguanosina

Se ha demostrado que muchos productos químicos exógenos y endógenos causan mutaciones en el ADN a través de la unión covalente inicial de intermediarios electrofílicos o radicales al ADN. Esta aducción de ADN puede dar como resultado la alteración estructural de un componente de ácido nucleico. Si tales daños no se curan, surgirán mutaciones irreversibles que desencadenarán enfermedades degenerativas como el cáncer. El examen directo de aductos de ADN cancerígenos es muy eficaz.

Para determinar la carcinogenicidad, el método debe ser preciso y fiable, basándose en productos químicos xenobióticos y en el estudio de carcinógenos endógenos. Según la investigación clínica, las cantidades e identidades de los aductos de ADN se pueden utilizar para evaluar el riesgo de cáncer. La investigación de los aductos del ADN requiere la identificación de aproximadamente un aducto por cada 106108 nucleobases inalteradas entre personas que no han estado expuestas a nada extraño. Los ADN dañados, en particular la 8-hidroxidesoxiguanosina, son otro tipo de biomarcador de ADN esencial para el cáncer (8-OhdG). Entre los distintos tipos de daño al ADN, el daño oxidativo causado por especies activas de oxígeno como dos y el H2O2 se considera uno de los factores más importantes en los trastornos degenerativos como el cáncer, el envejecimiento, las enfermedades cardíacas y otras enfermedades asociadas con la vejez. El análisis de ADN es fundamental para el diagnóstico de enfermedades y el avance del proyecto del genoma.

Además de la velocidad y la automatización, la CE tiene varias ventajas sobre la electroforesis en gel clásica (GE). El análisis de ADN es crucial para el diagnóstico de enfermedades y el avance del proyecto del genoma.

Además de la velocidad y la automatización, la CE tiene varias ventajas sobre la electroforesis en gel (GE) tradicional. La CE también se puede utilizar como una herramienta analítica altamente eficiente para analizar componentes específicos del ADN en la orina que cumplen la misma función que otros biomarcadores de componentes del ADN para el cáncer. Se cree que el 8-OhdG tiene el mayor potencial como mutación del ADN que causa cáncer. Muchos estudios han demostrado que las concentraciones de 8-OHdG en la orina de los fumadores son un 50% mayores que las de los no fumadores durante 24 horas. Se ha descubierto que el 8-OhdG es un biomarcador de algunas formas de cáncer, incluidos el cáncer de mama, el cáncer de pulmón y el cáncer de hígado. Debido a que el 8-OhdG se elimina en la orina sin metabolismo adicional, la determinación de 8-OhdG en orina se ha considerado un método no invasivo. Para la detección del cáncer. No obstante, la concentración de niveles de 8-OhdG en la orina suele ser tan baja como 110 nM.

Evidencia preclínica

En un análisis clínico de nueve muestras de orina de personas sanas y diez muestras de orina de diez pacientes con cáncer, se encontró que las concentraciones de 8-OhdG urinario variaron de 6.34 a 21.33 nM en individuos sanos, mientras que varió de 13.83 a 130.12 nM en pacientes con cáncer. El nivel de excreción de 8-OhdG en pacientes con cáncer fue mucho mayor que en personas sanas, lo que demuestra que el enfoque era práctico. Podría usarse para determinar rutinariamente el 8-OhdG en orina como biomarcador de cáncer. La CE se ha utilizado para separar fragmentos de ADN de muestras de orina además de decidir mutaciones. El gel de acrilamida-CE, por ejemplo, se ha utilizado para aislar muestras de ADN, amplificar una secuencia de ADN objetivo y analizar datos. Distinguir entre secuencias de ADN mutantes y de tipo salvaje Secuencias de Kras que pueden usarse para detectar mutaciones en el gen p53, así como el descubrimiento de cáncer colorrectal, de vejiga, bronquios y páncreas.

3. Proteínas, glicanos y glicoproteínas

La CE es el enfoque analítico más prometedor para los estudios de proteínas debido a sus distintos beneficios sobre las técnicas tradicionales de separación de proteínas como GE y HPLC [28, 103111]. La CE se ha utilizado para diagnosticar enfermedades como la deficiencia de adenilosuccinasa, 5-oxoprolinuria, Bence-Jones proteinuria y síndrome nefrótico, y se está volviendo más popular para su uso en análisis clínicos regulares [14-17]

Con base en los siguientes hallazgos de investigación, CE ofrece un alto potencial de uso en un laboratorio clínico para detectar estos compuestos y proporcionar información de diagnóstico.

3.1Paraproteínas

monoclonal Los componentes (el producto de inmunoglobulina de un clon de células plasmáticas) en suero y orina son marcadores críticos de leucemia y neoplasias malignas urológicas. La CE puede detectar moléculas de inmunoglobulina monoclonal (paraproteínas) porque estas proteínas son pequeñas. Los investigadores han intentado aplicar esta técnica a muestras de orina. Sin embargo, como resultado de ello se han encontrado dificultades. La razón principal fue que las muestras de orina contenían bajas concentraciones de componentes monoclonales. Aunque muchos laboratorios utilizaron concentradores de ultrafiltración para proporcionar un factor de concentración de 10100 veces, todavía no eran lo suficientemente sensibles para detectar IgA monoclonal con CE e IS-CE. Sin embargo, los autores creen que la técnica se desarrollará con éxito en breve para el análisis de muestras de orina.

3.2 Ácido siálico y glicoproteína ácida

Las células cancerosas tienen más glicanos sialilados en su superficie, y los informes han mostrado concentraciones significativamente elevadas de ácido siálico en tumores cerebrales, leucemia, melanomas, derrames pleurales malignos, carcinomas hipofaríngeos y laríngeos, colangiocarcinoma y cánceres urinarios de pulmón, ovario, endometrio, cuello uterino, próstata, boca, estómago, mama y colon.

Evidencia Clínica

Numerosos estudios han encontrado una asociación significativa entre los niveles siálicos en los tumores, que pueden emplearse como indicadores pronósticos y diagnósticos del cáncer[19]. Sin embargo, investigaciones clínicas adicionales encontraron que el valor clínico de la determinación de ácido siálico para pacientes con detección de cáncer urinario estaba restringido debido a su aparente falta de especificidad para una enfermedad en particular, así como a otros factores no patológicos. La edad, el embarazo y el uso de métodos anticonceptivos son ejemplos de factores de riesgo. Los cambios en los niveles de ácido siálico pueden ser causados ​​por drogas o por fumar.

3.3 Cáncer caquexia factor

La caquexia, definida como la inanición y el desgaste de tejidos corporales como los tejidos del músculo cardíaco, respiratorio y esquelético, reduce las posibilidades de supervivencia de los pacientes con cáncer. Según una investigación reciente, esta proteólisis muscular mejorada, generalmente relacionada con el factor inductor de proteólisis (PIF), se ha identificado como una glicoproteína sulfatada. Esta glicoproteína podría causar la degradación de las proteínas musculares en preparaciones aisladas de músculos gastrocnemios y podría influir en la pérdida de peso in vivo. Como resultado, se pensó que era un signo de caquexia por cáncer. Los mismos componentes han sido identificados en la orina de pacientes con cáncer de páncreas, que intentaban perder peso; El factor caquexia se encontró efectivamente en la orina de todos los pacientes, incluido uno en las primeras etapas de la enfermedad. Precisamente de la misma manera, se utilizaron las siguientes técnicas para producir los resultados de los instrumentos integrados multidimensionales CE, MLC y CEC.

4. Algunos otros marcadores de cáncer de biomoléculas pequeñas

Aparte de los biomarcadores de cáncer mencionados anteriormente, algunas otras moléculas pequeñas pueden usarse como indicadores de cáncer. Las pteridinas son una clase de biomarcadores que podrían ser útiles. Los niveles de pteridina son cruciales en el diagnóstico clínico porque son cofactores esenciales en el proceso del metabolismo celular. El ser humano los elimina por la orina cuando el sistema celular se ve aumentado por ciertas enfermedades.

Investigaciones adicionales revelaron que las concentraciones de pteridina variaban según el tipo de tumor y la etapa de desarrollo. Cada tipo de cambio en la pteridina muestra un patrón distinto en las concentraciones tumorales porque diferentes compuestos de pteridina pueden desempeñar numerosas funciones en muchos trastornos relacionados con los tumores.

Otras tendencias

En breve, los desarrollos significativos en esta área se centrarán en acelerar, mejorar la sensibilidad y el poder de resolución del análisis de CE debido a la complejidad de las muestras de orina y las bajas concentraciones de analitos. CE es una tecnología prometedora para separar y analizar varios biomarcadores de cáncer que se han descubierto recientemente, aunque sus aplicaciones son aún significativamente menores que los métodos tradicionales HPLC y GE. Habrá un aumento en el número de solicitudes.

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Uso de biomarcadores de orina para la detección del cáncer

Debido a su naturaleza de muestreo no invasivo, se utilizará en el futuro. Otro avance posible es la fusión de múltiples biomarcadores. El avance de las investigaciones genómicas y proteómicas ha dado lugar a muchas posibilidades de biomarcadores para la detección temprana del cáncer. Esto nos permitirá crear patrones de "huellas dactilares" que serán valiosos al considerar el complejo entorno de las neoplasias malignas y, por lo tanto, proporcionar un diagnóstico más preciso mediante la determinación simultánea de múltiples biomarcadores.

Conclusión

Los biomarcadores específicos cumplen diferentes tareas en los sistemas biológicos, pero todos tienen propiedades únicas. El seguimiento de las concentraciones de biomarcadores en la orina es la técnica más conveniente para evaluar la importancia clínica del estado de un paciente con cáncer a intervalos regulares y al mismo tiempo predecir la formación y la recaída del tumor. Para determinar diferentes biomarcadores, la CE será una técnica analítica altamente eficiente con un gran potencial en la investigación de biomarcadores debido a sus ventajas de requerir pequeños volúmenes de muestra, tener alta sensibilidad y excelente resolución, generar pocos residuos y contaminación al medio ambiente y proporcionar un análisis rápido con bajo costo. Debido a que la historia de este enfoque es muy breve en comparación con la de muchas otras técnicas analíticas, aún queda trabajo por hacer antes de que la CE se emplee ampliamente en pruebas de rutina en varios laboratorios clínicos. Simultáneamente, se utilizan otros procedimientos instrumentales alternativos, como GC, HPLC y LC-MS, con diversos sistemas de detección. UV, EC, MS y LIF seguirán siendo el trabajo principal. Caballos utilizados en el análisis de biomarcadores en laboratorios de ensayos clínicos.

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Referencia:

1. Metts MC, Metts JC, Milito SJ, Thomas CR Jr. Cáncer de vejiga: una revisión del diagnóstico y tratamiento. J Natl Med Assoc. Junio ​​de 2000; 92(6):285-94. PMI: 10918764; IDPM: PMC2640522.