EL NUEVO DIARIO, MADRID. Un grupo internacional de investigadores, entre ellos españoles, ha desarrollado una mini linterna molecular con un haz de luz ultrafino capaz de llegar a regiones profundas del cerebro sin causar daño y de detectar metástasis cerebral u otras lesiones en ratones.
El hallazgo, realizado en el marco del consorcio internacional NanoBright, ha sido publicado este martes en la revista Nature Methods. Entre los responsables del desarrollo destacan investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y del Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
La nueva linterna molecular, aún en fase experimental, ilumina el tejido nervioso y proporciona información sobre su composición química. Esto permite identificar cambios moleculares asociados a tumores, ya sean primarios o metastásicos, así como a lesiones como traumatismos craneoencefálicos.
Mínimamente invasiva
La técnica, denominada espectroscopía vibracional, emplea una sonda de menos de un milímetro de grosor con una punta de apenas una micra (una milésima de milímetro), invisible a simple vista. Esto posibilita su introducción hasta zonas profundas del cerebro sin causar daño significativo. Para ponerlo en contexto, un cabello humano tiene entre 30 y 50 micras de diámetro.
Aunque el uso de luz para activar o registrar funciones cerebrales no es nuevo —las técnicas optogenéticas permiten controlar la actividad de neuronas mediante luz—, estas requieren introducir un gen en las neuronas para hacerlas sensibles a la luz. Con la nueva linterna molecular, se podrá estudiar el cerebro sin necesidad de alterarlo previamente, marcando un cambio de paradigma en la investigación biomédica.
“Esta tecnología nos permite estudiar el cerebro en su estado natural, sin necesidad de alterarlo previamente. Además, posibilita analizar cualquier estructura cerebral, no solo aquellas marcadas o alteradas genéticamente, como ocurre con las tecnologías actuales”, explicó Manuel Valiente, director del Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO.
Hasta ahora, la espectroscopía Raman, una técnica similar, se ha usado en neurocirugía de manera invasiva y menos precisa. “En quirófano, una vez eliminado el grueso del tumor, se introduce una sonda para evaluar si quedan células cancerígenas. Esto solo es posible cuando el cerebro está abierto y hay un espacio suficiente”, detalló Valiente.
La sonda desarrollada por NanoBright, sin embargo, es tan fina que el daño que puede causar al ser introducida se considera insignificante, lo que justifica su calificativo de mínimamente invasiva.
Aplicaciones concretas
En cuanto a aplicaciones prácticas, el grupo de Valiente ha empleado la linterna molecular en modelos experimentales de metástasis cerebral. “Hemos identificado frentes tumorales que liberan células capaces de escapar a la cirugía, al igual que ocurre en los pacientes”, explicó el investigador.
Uno de los próximos objetivos del equipo es determinar si la información obtenida por la sonda puede diferenciar diversos tipos de metástasis según sus perfiles mutacionales, origen primario o relación con otros tumores cerebrales.
Por su parte, el grupo del Instituto Cajal ha utilizado esta técnica para investigar zonas epileptógenas asociadas a traumatismos craneoencefálicos.
“Hemos identificado diferentes perfiles vibracionales en regiones cerebrales susceptibles de generar crisis epilépticas, dependiendo de su asociación con un tumor o un traumatismo”, señaló Liset Menéndez de la Prida, directora del Laboratorio de Circuitos Neuronales del CSIC.
Esto sugiere que las “sombras moleculares” de estas áreas se ven afectadas de manera diferente, lo que podría permitir la separación de distintas entidades patológicas mediante algoritmos de clasificación automática que incorporen inteligencia artificial.
“La integración de la espectroscopía vibracional con otras modalidades de registro de actividad cerebral y el análisis computacional avanzado con inteligencia artificial nos permitirá identificar nuevos marcadores diagnósticos de alta precisión, facilitando el desarrollo de neurotecnologías avanzadas para aplicaciones biomédicas”, concluyó la investigadora.
