Cómo una pequeña “linterna molecular” podría mejorar la detección de tumores cerebrales y trastornos neurológicos

La detección temprana de enfermedades que afectan al cerebro, como el cáncer o los trastornos neurológicos, es un desafío. Si se quieren estudiar los cambios moleculares en detalle en un paciente, las técnicas actuales pueden alterar las células o causar daño. Esto hace que no sean ideales para obtener resultados precisos.

Un grupo de científicos que trabajan en instituciones de España, Italia y Francia han logrado desarrollar una “linterna molecular”, que podría ayudar a sortear las dificultades que hay para el estudio del cerebro.

La linterna consiste en una sonda ultrafina que introduce luz en el cerebro. Fue probada en ratones y los resultados de esa experimentación fueron publicados en la revista Nature Methods.

Los investigadores pertenecen al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en España, y a la Universidad del Salento, en Italia, entre otras.

En diálogo con Infobae, desde España, Manuel Valiente, líder del Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO, aclaró que la innovación aún no está lista para ser usada en pacientes. Pero el estudio realizado es “un paso importante, ya que se hizo una experimentación en vivo con animales”.

“Durante los últimos años, ya se usa una técnica invasiva en pacientes que requieren una neurocirugía. Pero la linterna molecular implica solo la introducción de una fibra minúscula. El próximo paso será hacer una prueba de concepto con pacientes”, mencionó.

Si demostrara alta sensibilidad, los beneficios de la linterna molecular serían:

• Estudio no invasivo. Permitiría analizar el cerebro sin necesidad de operar o modificar genéticamente las células, lo que reduce el riesgo de dañar el tejido.
• Detección temprana. Ayudaría a detectar tumores cerebrales, lesiones o enfermedades neurológicas de manera más precisa y temprana, lo que podría llevar a tratamientos más eficaces.
• Mayor precisión. Al identificar de manera más exacta los cambios moleculares en el cerebro, se podrían hacer diagnósticos más rápidos y acertados, incluso diferenciando entre distintos tipos de tumores o lesiones.

Se trata de una herramienta de espectroscopía vibracional que fue diseñada para iluminar el tejido nervioso del cerebro y revelar su composición química. Mide menos de 1 milímetro de grosor, con una punta de solo 1 micrón (milésima de milímetro). Es posible introducirla en zonas profundas del cerebro sin causar daño.

El funcionamiento de la linterna se basa en el llamado “efecto Raman”. Cuando la luz incide sobre las moléculas, rebota de manera diferentes en función de su composición y estructura química. Eso permite detectar una señal o espectro diferente en cada caso.

La espectroscopía Raman ya se utiliza ya en neurocirugía, aunque de forma invasiva y menos precisa: “Se han realizado estudios de su uso al operar tumores cerebrales en pacientes -señaló Valiente-. En el quirófano, una vez eliminado el grueso del tumor con cirugía, es posible introducir una sonda de espectroscopía Raman para evaluar si quedan células cancerígenas en la zona”.

Es decir, aclaró, hoy solo se usa cuando el cerebro ya está abierto y el hueco es lo bastante grande. Pero “esas linternas moleculares de tamaño relativamente grande son incompatibles con un uso mínimamente invasivo para modelos animales en vivo”.

Podría llegar a detectar cambios moleculares asociados con tumores cerebrales, tanto primarios como metastásicos, y lesiones cerebrales como traumatismos. También posibilitaría la identificación de perfiles vibracionales específicos en regiones cerebrales vinculadas a epilepsias o lesiones traumáticas.

Mediante algoritmos de inteligencia artificial, la herramienta podría ayudar a separar diferentes entidades patológicas según las alteraciones moleculares identificadas.

Menéndez de la Prida señaló: “Hemos podido identificar diferentes perfiles vibracionales en las mismas regiones cerebrales susceptibles de generar crisis epilépticas, dependiendo de su asociación a un tumor o a un traumatismo. Esto sugiere que las sombras moleculares de estas áreas están afectadas de manera diferente”.

Para su aplicación masiva en pacientes, es necesario realizar ensayos clínicos que aseguren su eficacia y seguridad en cerebros humanos, así como la aprobación de las regulaciones que autoricen su uso médico.

Valiente comentó: “Esta tecnología nos permite estudiar el cerebro en su estado natural, no es preciso alterarlo previamente. Pero además posibilita analizar cualquier tipo de estructura cerebral, no solo aquellas que has marcado o alterado genéticamente”. Además, el científico dijo a Infobae que la linterna podría llegar a ser usada no solo en el cerebro, sino para detectar enfermedades de otros órganos y tejidos.

El desarrollo es parte de un proyecto de investigación llamado “NanoBRIGHT”, que está financiado con fondos públicos por el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.