Científico mexicano del IPN innova en el diagnóstico de cáncer de mama con técnicas 3D

Juan Alfonso Beltrán Fernández, investigador del Instituto Politécnico Nacional (IPN), diseñó un método que utiliza modelos tridimensionales impresos en resina para recrear con precisión las estructuras internas de las mamas, lo cual tiene el objetivo de mejorar la detección temprana de tumores y optimizar la planeación quirúrgica, así como la formación médica y la concientización del paciente.

El cáncer de mama es la principal causa de muerte por cáncer entre las mujeres en México, con un promedio de 18 fallecimientos diarios, según datos de la Fundación CIMA. Cada año se diagnostican aproximadamente 30 mil nuevos casos, pero solo un tercio de las pacientes recibe un diagnóstico en etapas tempranas, lo que reduce significativamente las posibilidades de tratamiento exitoso.

De acuerdo con las estadísticas, entre el 75 % y el 85 % de los casos podrían ser curables si se detectaran a tiempo, sin embargo, la realidad es alarmante, pues sólo en 2023, se registraron ocho mil 34 muertes por esta enfermedad en mujeres mayores de 20 años.

En qué consiste el modelo tridimensional

El método desarrollado por el doctor Beltrán Fernández utiliza imágenes obtenidas de tomografías computarizadas, resonancias magnéticas, mastografías y ultrasonidos, que son procesadas mediante el software ScanIP a partir del que se genera un archivo estereolitográfico (STL, por sus siglas en inglés) apto para impresión en 3D. Posteriormente, según el procedimiento detallado por el IPN, un visor externo llamado Meshmixer permite manipular y analizar dinámicamente las estructuras de la mama, desde la piel hasta los tejidos internos, vasos, lóbulos y ganglios.

Fernández, integrante del nivel II en el Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores (SNII), explicó que la impresión en 3D se realiza con resina fotopolimérica, un material experimental que, al ser expuesto a un lente polarizador diseñado por el propio investigador, intensifica su color en las áreas donde hay tejido tumoral.

“La estructura interna de toda la fisiología de la mama se imprime entre un 80 al 100 por ciento de su tamaño real, este proceso se realiza en aproximadamente 8 o 9 horas”, detalló el académico.

Este detalle de escalas es crucial para identificar posibles anomalías en etapas iniciales, ya que permite a los especialistas observar con mayor claridad las estructuras internas de la mama, superando las limitaciones de las imágenes bidimensionales en escala de grises que ofrecen las tomografías convencionales. Además, el polarizador portátil permite identificar patrones de tonalidades verdes y tornasoladas en las áreas sospechosas, que podría favorecer la decisión del médico en el proceder del tratamiento, como por ejemplo, realizar una biopsia.

El doctor en Biomecánica adscrito a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME) Unidad Zacatenco aseguró que esta herramienta también tiene un valor educativo si se utiliza en la formación de médicos en entrenamiento, ayudándoles a comprender mejor la anatomía y las patologías relacionadas con el cáncer de mama. De igual manera, lo considera aplicable para la concientización de los pacientes, quienes tendrían una oportunidad visualizar de manera tangible las características de su condición.

Aunque el proyecto aún está en proceso de validación hospitalaria, una vez aprobado se planea registrar la patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI). Asimismo, se está evaluando la posibilidad de fabricar los modelos con materiales más flexibles para ampliar su utilidad en la planeación quirúrgica.

Los avances del proyecto serán presentados en la 18th Conferencia Internacional de Ingeniería Computacional Avanzada y Experimentación (ACEX), que se llevará a cabo en junio de 2025 en Nápoles, Italia, y según informó el IPN, los resultados de esta investigación serán publicados como un capítulo de libro.

¿Qué es el cáncer de mama?

La Sociedad Estadounidense contra el Cáncer (ACS, por sus siglas en inglés), define al cáncer de mama, también conocido como cáncer mamario o de seno, como una enfermedad que se origina en los tejidos de esta parte del cuerpo y puede afectar a uno o a ambos. Este tipo de cáncer se desarrolla cuando las células comienzan a crecer de manera descontrolada, lo que puede llevar a su propagación a través de la sangre o el sistema linfático hacia otras áreas del organismo.

La ACS detalla que existen diversos tipos de cáncer de mama, los cuales se clasifican según las células específicas que resultan afectadas. La mayoría de los casos corresponden a carcinomas, un tipo de cáncer que se forma en las células epiteliales, entre los cuales, los más comunes son el carcinoma ductal in situ (DCIS) y el carcinoma invasivo, ambos considerados adenocarcinomas debido a que se originan en las células glandulares de los conductos galactóforos o en los lóbulos, que son las glándulas encargadas de producir leche.

Además de los carcinomas, la Sociedad Estadounidense contra el Cáncer señala que existen otros tipos de cáncer que pueden desarrollarse en el seno, como el angiosarcoma o el sarcoma, sin embargo, estos no se consideran cánceres mamarios propiamente, ya que se originan en células que no pertenecen al tejido mamario.

La clasificación de los cánceres de mama también se realiza en función de determinadas proteínas o genes que las células tumorales producen, entre las que se encuentran los receptores de estrógeno, los receptores de progesterona y la proteína HER2. La presencia o ausencia de estas moléculas en las células cancerosas influye en el diagnóstico y en las opciones de tratamiento disponibles como cirugía, quimioterapia, radioterapia, terapia hormonal o tratamientos dirigidos.