CAMBIOS DEL PATRON DE DIFRACCION DEL PELO EN CANCER DE MAMA

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Introducción

Se han establecido correlaciones entre ciertos cambios específicos en los patrones de difracción de fibras del pelo y la presencia de diabetes insulinodependiente, cáncer de mama, cáncer de colon y enfermedad de Alzheimer.^1-4 La publicación del artículo inicial relacionado con el cáncer de mama² que sugirió que esto podría proporcionar una prueba diagnóstica de mayor precisión que cualquier prueba actualmente disponible produjo un interés intenso al menos en tres frentes.

Primero, dentro de los tres meses luego de la publicación, gran cantidad de científicos intentaron reproducir sin éxito los resultados obtenidos.^5-11 Los problemas identificados en los protocolos de estos estudios han sido publicados.^12-15 Estos problemas fueron principalmente consecuencia de los anillos alterados introducidos a partir del daño causado en los procedimientos de manipulación o de recolección que resultaron en anillos espurios que hubieran ocluido totalmente el anillo de cáncer de mama si éste estuviera presente. Ninguno de los científicos involucrados había trabajado en esta área de difracción de fibras. Sólo un grupo ha permitido obtener a ciegas sus muestras y volver a examinarlas por V. James,¹⁶ quien mostró que los resultados publicados antes⁹ estaban lejos de ser ciertos y eran el resultado de malas técnicas de difracción. Otro conjunto fue aportado de hecho por Sutton y col. pero lamentablemente estuvo entre las muestras destruidas por el problema de irradiación establecido en el 2001, lo que también introduce un anillo alterado espurio, problema aún no publicado que se señala en este artículo.

En segundo lugar, la difracción de fibras es considerada un tipo extremadamente difícil de experimento debido a los tamaños de las proteínas estructurales y la relativa escasez de datos obtenidos a partir de estas muestras seudocristalinas. Por lo tanto pareció expeditivo establecer el origen de estos cambios, ya que podrían conducir a una técnica diagnóstica más simple y menos costosa. Esto planteó la idea de qué provocaba este cambio y por qué se encontraba en el pelo tomado de las regiones cefálica o púbica, áreas muy alejadas de la mama o el colon. En otras palabras, ¿qué posible relación existe entre este conjunto de patologías y el sitio donde crece el pelo?

Finalmente, se debía verificar la afirmación de especificidad de cada cambio. Obviamente, si el cáncer en más de un lugar daba el mismo cambio, se volvería tan inútil como cualquier prueba diagnóstica propuesta para diagnosticar una patología particular. Al contrario de los resultados obtenidos mediante la técnica de infrarrojo por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (FTIR-ATR) comunicados por Lyman y col.,¹⁷ donde todos los cánceres dieron el mismo cambio y la enfermedad de Alzheimer y la diabetes mellitus insulinodependiente no se alejaron de lo normal en absoluto, los patrones de difracción de fibras de las cuatro patologías ya publicadas dan cambios que son singulares de esa patología sola. Existen algunos cánceres que no producen ningún cambio en el patrón de difracción de fibras en absoluto, incluidos algunos que producen el cambio observado en los resultados de FTIR-ATR. Esto significa que, al contrario del FTIR-ATR, los patrones de difracción de fibras podrían ser utilizados como prueba diagnóstica para estas cuatro patologías.

En esta comunicación se incluyen los adelantos en estas tres áreas. Todas las muestras de pelo utilizadas en esos estudios habían sido incluidas en conjuntos totalmente mantenidos a ciegas de muestras patológicas y de controles recogidas con aprobación plena del comité de ética de cada uno de los hospitales participantes. Además, los comités de ética del Advanced Photon Source (APS) y del Illinois Institute of Technology (IIT), la institución donde se localiza el BIOCAT, aprobaron los protocolos experimentales completos.

El problema del nuevo trastorno

Luego del 11 de septiembre de 2001 (y del aumento de los controles en la seguridad relacionado con la amenaza de ataques con Bacillus anthracis), los controles de radiación en muchos aeropuertos internacionales y dentro del Servicio Postal de los Estados Unidos (USPS) aumentaron en intensidad y en un intervalo más amplio las longitudes de onda empleadas para destruir cualquier material peligroso. Las muestras enviadas por correo y a través de la radiación normal del aeropuerto, en noviembre de 2001, se volvieron todas inútiles para las pruebas de cáncer de mama y de colon ya que un anillo negro grande se superponía en el área de interés en los patrones de difracción, como se observa en la Figura 1b. No apareció ninguno de estos anillos en las muestras que atravesaron la radiación del aeropuerto o las que fueron enviadas a través del correo de los Estados Unidos antes de septiembre de 2001 (Figura 1a).

La verificación del origen de este anillo oscuro fue obtenida mediante el uso del pelo de tres personas de menos de 15 años de edad que se sabía que tenían una excelente salud. El pelo, para estos experimentos, fue cortado de la nuca lo más cerca posible del cuero cabelludo y se controlaron las secciones pequeñas rectas de carga bajo el microscopio para asegurar que no había ocurrido ningún daño mecánico en la superficie del pelo que se estaba utilizando. Cada una de las muestras de las tres personas sanas se dividió en cuatro paquetes. Uno de éstos se incluyó en la caja de muestra para evitar toda radiación. El segundo conjunto fue sometido a radiación normal, en Australia, de la que se anunciaba que afectaba la película de alta velocidad solamente, y luego fue colocado en la misma caja para evitar cualquier irradiación posterior. El tercer conjunto fue enviado como antes desde Pennsylvania, Estados Unidos, hasta Chicago. Al cuarto conjunto se lo hizo atravesar deliberadamente a través de un control de radiación de Estados Unidos, que informaba que toda película estaría afectada.

Un solo pelo de cada uno de los 12 conjuntos fue cargado en el portamuestra. El pelo cargado fue examinado nuevamente en el microscopio para determinar si la muestra había sido retorcida durante el montaje o había sufrido algún daño físico por la manipulación. Inmediatamente antes de montarla sobre la cámara de difracción, se controló la tensión de la muestra y si se había producido estiramiento por el arrastre. Toda la carga de la muestra tuvo lugar en un área de muy baja humedad para preservarla contra el posible estiramiento. Esto es esencial en zonas de mucha humedad como Japón o Dinamarca. El protocolo utilizado para los experimentos de difracción y para el análisis fue idéntico al de nuestros estudios anteriores, como se detalla en comunicaciones previas.^1,3,18,19

Los patrones obtenidos en las seis muestras que no habían sido irradiadas en ruta o que sólo lo habían sido a través de la radiación de bajo grado en Australia dieron resultados similares a los de la Figura 1a. Las tres muestras enviadas a través del correo de los Estados Unidos o las tres muestras que habían sido expuestas a la fuente mejorada de radiación en los Estados Unidos dieron resultados similares a los de la Figura 1b, donde un anillo oscuro se superpuso sobre el patrón normal.

Con posterioridad, se mencionó que las muestras médicas que habían sido enviadas con fines diagnósticos en el Informe para el Congreso del CRS titulado “Respuesta del Servicio Postal de los Estados Unidos a la amenaza de bioterrorismo a través del correo,” del 11 de febrero de 2002, habían sido afectadas negativamente por la “esterilización por radiación” recién instalada. La seguridad aeroportuaria también notificó que se utilizan ahora longitudes de onda de radiación que podrían dañar las muestras. Este experimento verifica que, por cierto, este problema se aplica a las muestras de pelo de esta investigación. Todas las muestras de pelo para estas pruebas después de noviembre de 2001 deben ser transportadas sin ser irradiadas en ruta.

¿Cuáles son los cambios y por qué ocurren?

Si bien hasta ahora no tenemos respuestas a estas preguntas, se han evaluado dos posibles conexiones entre la estructura del pelo y el cáncer de mama. En primer lugar, se consideró la posible participación del factor de crecimiento relacionado con la angiogénesis, el factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF). Se sabe que el VEGF desempeña un papel importante en la angiogénesis y las metástasis de algunos cánceres. La inhibición de este factor de crecimiento es actualmente tema de algunos ensayos clínicos dirigidos a la supresión del crecimiento del cáncer y las metástasis como el de Progen Industries Limited (www.Progen.com.au). Se demostró que esta inhibición del VEGF es un tratamiento eficaz contra el melanoma, los cánceres de mama, colorrectal, de hígado y de pulmón, sobre todo en personas con cánceres inoperables.

También está bien documentado el importante papel que desempeña la angiogénesis mediada por VEGF en el crecimiento y el tamaño del pelo.^20,21 Además, los resultados experimentales verificaron que el cambio del pelo en el cáncer de mama comienza cuando comienza la angiogénesis.²² Como el VEGF está involucrado también en cáncer de pulmón, el cáncer de hígado y el melanoma, se obtuvieron conjuntos a ciegas de muestras de pelo que incluyeron muestras anatomopatológicas de cada uno de estos tipos de cánceres. Si el VEGF desempeña un papel en los cambios ya observados, deben esperarse entonces cambios en la estructura del pelo tomado de pacientes con estos cánceres. Las muestras de cáncer de hígado incluyeron cáncer adenohepático y carcinoma hepatocelular, un total de 16 muestras patológicas y 10 muestras de control. Lamentablemente, los controles dieron patrones idénticos a las muestras tomadas de estos pacientes con cáncer hepático. La Figura 2 muestra un cuadro compuesto, donde la Figura 2a es el patrón de difracción obtenido de un paciente con cáncer hepático y la Figura 2b es el patrón de un control. Las 55 muestras patológicas de cáncer de pulmón examinadas fueron obtenidas de personas con carcinomas de pulmón espinocelular, de células pequeñas, de células grandes y adenocarcinomas y fueron examinadas junto con los controles. Se incluyó una muestra de una persona con un adenocarcinoma de pulmón de grado 7. Las muestras de cáncer de piel fueron incorporadas a un conjunto de 220 muestras que incluyeron controles y todos los tipos de muestras de cáncer de piel. En particular, se incluyeron 44 muestras de pacientes con melanoma. Como en el caso de los pacientes con cáncer de pulmón, no se observaron cambios en los patrones resultantes de difracción de fibras en ninguno de estos carcinomas. La Figura 3a da el patrón normal obtenido del pelo del individuo con adenocarcinoma de pulmón de grado 7 y la Figura 3b es la obtenida de una persona con melanoma. Estos resultados tenderían a negar la participación del VEGF en los cambios observados en los cánceres de mama o colorrectal.

La segunda relación considerada fue la de los cánceres familiares. En general, se considera que si existen fuertes antecedentes familiares de cáncer de mama, no sólo aumenta la posibilidad de cáncer de mama en las generaciones posteriores, sino también existe mayor riesgo de cáncer de ovario. Las 8 muestras de pacientes con cáncer de ovario no mostraron cambios.

Todas estas muestras fueron repetidas en dos ocasiones diferentes para verificar absolutamente que no se hubiera omitido ningún cambio en los patrones, pero los resultados no se alteraron. No hubo cambios.

Como estos otros cánceres no mostraron ningún cambio, hasta la fecha no existen resultados que contradigan las primeras afirmaciones de que los cambios son específicos de cada una de las cuatro patologías comunicadas. Por lo tanto, aún se sostiene la afirmación.

Conclusión

Las extensas pruebas de difracción de fibras de pelo comunicadas aquí no han mostrado cambios en los patrones correlacionados con la presencia de cualquiera de los cánceres de piel, hígado, pulmón u ovario, a pesar del hecho de que todos se asocian con mayor actividad de VEGF. Aunque todos los resultados comunicados aquí han tenido hallazgos negativos, la comunicación es absolutamente necesaria ya que sirve para disipar dos de las posibles teorías en relación con el origen de los cambios observados. Esta comunicación acerca estos interrogantes al conocimiento de la génesis del cambio.

Bibliografía del artículo
1. James VJ, Delbridge L, McLennan SV, Yue DK. Changes in the molecular structure of hair in insulin dependent diabetes. Biophysica Biochimica Research Communications 233:76-80, 1997.
2. James V, Kearsley J, Irving T, Amemiya Y, Cookson D. Using hair to screen for breast cancer. Nature 398:33-34, 1999.
3. James VJ. Fibre diffraction from a single hair can provide an early non-invasive test for colon cancer. Medical Science Monitor 9(8):MT79-84, 2003.
4. James VJ, Richardson JC, Robertson TA, Papadimitriou JM, Dutton NS, Maley MAL, Berstein LM, Lantseva OE, Martins RN. Fibre diffraction of hair can provide a screening test for Alzheimer's disease: a human and animal model study. Medical Science Monitor 11(2):CR53-57, 2005.
5. Amenitsch H, et al. Synchrotron x-ray study at Trieste: no correlation between breast cancer and hair structure. Synchrotron Radiat News 12:32-34.
6. Chu B, Fang D, Hsiao BS. Hair test results at the advanced polymer beamline (X27C) at the NSLS. Synchrotron Radiat News 12:36, 1999.
7. Schoer K, DeRisis D, Kastrow K, Busch E, Volkow N, Capel M. Hair test results at the NSLS. Synchrotron Radiat News 12:34-35, 1999. My answer followed these three papers in the same edition.
8. Howell A, Grossman JG, Cheung KC, Kanbi L, Evans DG, Hasnain SS. Can hair be used to screen for breast cancer? J J Med Genet 37:297-298, 2000.
9. Meyer P, Goergl R, Botz J W, Fratzl P. Breast cancer screening using small-angle X-ray scattering analysis of human hair. J Natl Cancer Inst 92(13):1092-1093, 2000.
10. Briki F, Busson B, Salicru B, Esteve F, Doucet J. Breast Cancer Diagnosis using hair. Nature 400:236, 1999.
11. Laaziri K, Sutton M, Ghadirian P, Scott AS, Paradis AJ, Tonin PN, Foulkes WD. Is there a correlation between the structure of hair and breast cancer or BRCA1/2 mutations? Phys Med Biol 47:1623-1632, 2002.
12. James VJ. Changes in the diffraction pattern of hair resulting from mechanical damage can occlude the changes that relate to breast cancer. Phys Med Biol 48:L37-L41, 2003.
13. James VJ. The traps and pitfalls inherent in the correlation of the molecular structure of hair with breast cancer. Phys Med Biol 48:L5-L9, 2003.
14. James VJ. False-positives in studies of changes in fibre diffraction of hair from patients with breast cancer may not be false. J Nat Cancer Instit 95(2):170-171, 2003.
15. James V. The importance of good images in using hair to screen for breast cancer. J Med Genet 38:e16, 2001.
16. Meyer P, James VJ. Experimental confirmation of a distinctive diffraction pattern in the hair from women with breast cancer. J Nat Cancer Instit 93(11):873-875, 2001.
17. Lyman DJ, Murray-Wijelath J. Fourier transform infrared attenuared total reflection analysis of human hair: Comparison of hair from breast cancer patients with hair from healthy subjects. Appl Spectroscopy 59:26-32, 2005.
18. Wilk K, James V, Amemiya Y. Intermediate filament structure of human hair. Biophysica Biochimica Acta 1245:392-396, 1995.
19. James VJ, Delbridge L, McLennan SV, Yue DK. Use of X-ray diffraction in the study of human diabetic and ageing collagen. Diabetes 40:391-394, 1991.
20. Yano K, Brown LF, Detmar M. Control of hair growth and follicle size by VEGF-mediated angiogenesis. J Clin Invest 107(4):409-417, 2001.
21. Du Cross DL. Fibroblast growth factor and epidermal growth factor in hair development. J Invest Dermatol 101(1 suppl):106S-113S, 1993.
22. James V, Corino G, Robertson T, Dutton N, Halas D, Boyd A, Bentel J, Papadimitriou J. Early diagnosis of breast cancer by hair diffraction. International Journal of Cancer 114:969-972, 2005.