La detección precisa de las mutaciones del codón KRAS es esencial para la oncología de precisión en el cáncer colorrectal (CRC); sin embargo, los métodos convencionales de biopsia líquida a menudo carecen de la sensibilidad suficiente para detectar variantes raras de ctDNA, particularmente en las etapas iniciales de la enfermedad. Desarrollamos un microarreglo plasmónico tridimensional (3D) de KRAS que integra la amplificación por recombinasa polimerasa bloqueada con la fluorescencia mejorada por plasmones. Las sondas de bloqueo modificadas con un supresor inhiben el ADN de tipo salvaje, al tiempo que permiten selectivamente la amplificación de la señal mutante. Un único conjunto de cebadores y sondas por codón permite la detección exhaustiva de todas las sustituciones dentro de los codones 12/13, 61 y 146 de KRAS.
La plataforma logró una detección de hasta 1 fM mediante hibridación directa y de 100 zM después de la amplificación bloqueada, superando la sensibilidad de la PCR convencional y la secuenciación de nueva generación. La especificidad a nivel de codón se validó en líneas celulares de CRC, con señales distintas para cada mutación. El análisis clínico de 58 pacientes mostró una concordancia del 100% entre el tejido, el plasma y la orina en los casos malignos con mutaciones, cuando se dispuso de una cantidad suficiente de muestra, lo que indica una representación precisa de los perfiles tumorales. En los tumores benignos, la detección fue poco frecuente a pesar de las mutaciones en el tejido, probablemente debido a la liberación limitada de ctDNA.
Este microarreglo plasmónico permite una detección ultra sensible, específica y no invasiva, lo que facilita el diagnóstico precoz, el seguimiento de la enfermedad residual mínima y el manejo longitudinal del CRC.
La detección precisa de las mutaciones del codón KRAS es esencial para la oncología de precisión en el cáncer colorrectal (CCR); sin embargo, los métodos convencionales de biopsia líquida a menudo carecen de la sensibilidad suficiente para detectar variantes raras de ctDNA, particularmente en las primeras etapas de la enfermedad. Desarrollamos un microarreglo plasmónico KRAS tridimensional (3D) que integra la amplificación por recombinasa bloqueada con la fluorescencia mejorada por plasmones. Las sondas de bloqueo modificadas con un supresor reducen la señal del ADN de tipo salvaje, al tiempo que permiten selectivamente la amplificación de la señal mutante. Un único conjunto de cebadores y sondas por codón permite la detección exhaustiva de todas las sustituciones dentro de los codones 12/13, 61 y 146 de KRAS. La plataforma logró una detección de hasta 1 fM mediante hibridación directa y de 100 zM después de la amplificación bloqueada, superando la sensibilidad de la PCR convencional y la secuenciación de nueva generación. La especificidad a nivel de codón se validó en líneas celulares de CCR, con señales distintas para cada mutación. El análisis clínico de 58 pacientes mostró una concordancia del 100% entre el tejido, el plasma y la orina en los casos malignos con mutación, cuando se dispuso de una cantidad suficiente de muestra, lo que indica una representación precisa de los perfiles tumorales. En los tumores benignos, la detección fue poco frecuente a pesar de las mutaciones en el tejido, probablemente debido a la liberación limitada de ctDNA. Este microarreglo plasmónico permite una detección ultra sensible, específica y no invasiva, lo que respalda el diagnóstico precoz, el seguimiento de la enfermedad residual mínima y el manejo longitudinal del CCR.
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Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por el Programa de Innovación Tecnológica del Ministerio de Comercio, Industria y Energía (MOTIE, Corea) (RS-2024-00432381), el Programa de Investigación Fundamental del Instituto de Ciencia de Materiales de Corea (KIMS) (PNKA290), la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF) financiada por el Ministerio de Ciencia y TIC (RS-2024-00407093) y una subvención del Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología (NST) financiada por el gobierno coreano (MSIT) (GTL25061-000).
Información de los autores
Autores y afiliaciones
División de Investigación de Biomateriales y Materiales para la Salud, Instituto de Ciencia de Materiales de Corea (KIMS); 797, Changwon-daero, Seongsan-gu, Changwon-si, Gyeongsangnam-do, República de Corea
Ji Young Lee, Chae Won Mun, Sung-Gyu Park y Min-Young Lee
División de Gastroenterología, Departamento de Medicina, Centro Médico Samsung, Facultad de Medicina de la Universidad Sungkyunkwan, Seúl, Corea
Eun Ran Kim
Autores
Ji Young Lee
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Chae Won Mun
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Eun Ran Kim
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Sung-Gyu Park
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Min-Young Lee
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Autores correspondientes
Correspondencia a Sung-Gyu Park o Min-Young Lee.
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Conflictos de intereses
Los autores declaran no tener conflictos de intereses.
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Lee, J.Y., Mun, C.W., Kim, E.R. et al. Viabilidad traslacional de una biopsia líquida basada en un microarreglo plasmónico para la detección de mutaciones del codón KRAS en tejido, plasma y orina en el cáncer colorrectal en etapa temprana.
npj Precis. Onc. (2026). https://doi.org/10.1038/s41698-026-01452-8
Descargar cita
Recibido: 4 de noviembre de 2025
Aceptado: 18 de abril de 2026
Publicado: 2 de mayo de 2026
DOI: https://doi.org/10.1038/s41698-026-01452-8
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