Así es la linterna molecular, una sonda de luz que puede detectar metástasis cerebral
SOCIEDAD
La herramienta, que por ahora se ha testado en ratones, ha sido desarrollada por un consorcio internacional con equipos del CSIC y el CNIO
31 dic 2024 . Actualizado a las 13:35 h.Una sonda más fina que un cabello se introduce en el cerebro y, a través de la luz, es capaz de detectar cambios moleculares generados por tumores y también por lesiones como traumatismos craneoencefálicos. La herramienta, que está en fase experimental y se ha testado en ratones, tiene la ventaja además de que, al contrario de las técnicas actuales, es mínimamente invasiva y no necesita de una alteración previa del tejido.
La herramienta ha sido bautizada como linterna molecular por NanoBright, el equipo internacional que la ha desarrollado y que cuenta con la participación del el Laboratorio de Circuitos Neuronales del Instituto Cajal del CSIC, dirigido por Liset Menéndez de la Prida, y el Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO, dirigido por Manuel Valiente.
La linterna molecular es una sonda de menos de un milímetro de grosor con una punta de una micra (en comparación, un cabello humano mide entre 30 y 50 micras de diámetro) y que es posible introducir hasta alcanzar zonas profundas del cerebro sin causar daño.
Su funcionamiento se basa en el efecto Raman: cuando la luz incide en las moléculas, rebota de forma distinta en función de la composición y la estructura química, y eso permite detectar un espectro distinto en cada caso, una firma molecular que informa de la composición del tejido.
La espectroscopía Raman se utiliza ya en neurocirugía, aunque de forma invasiva y menos precisa que la nueva linterna molecular. Se han realizado estudios en operaciones de tumores cerebrales en pacientes. Una vez eliminado el grueso del tumor, se introduce una sonda de espectroscopía Raman para evaluar si quedan zonas cancerígenas. «Es decir, solo se usa cuando el cerebro ya está abierto y el hueco es lo bastante grande. Pero estas linternas moleculares de tamaño relativamente grande son incompatibles con un uso mínimamente invasivo para modelos animales en vivo», explica Manuel Valiente.
Uno de los objetivos que remarca el grupo del CNIO es saber si la información que aporta la sonda permite diferenciar por ejemplo los tipos de metástasis acorde a sus perfiles mutacionales, por su origen primario o procedente de diferentes tipos de tumores cerebrales.
Otra de las ventajas que supone la espectroscopía vibracional (que es el nombre técnico de la linterna molecular) es que no es necesario alterar el tejido previamente, lo que permite estudiar cualquier tipo de estructura cerebral. Registrar o activar la función cerebral usando luz no es nuevo. Las técnicas optogenéticas controlan con luz la actividad de neuronas individuales, pero es necesario introducir un gen que las hace sensibles a la luz. Con esta nueva tecnología se puede estudiar el cerebro sin alterarlo previamente, un cambio en el paradigma de la investigación biomédica.
Otra de las áreas en las que se ha testado de la linterna molecular son los traumatismos craneoencefálicos. El grupo del Instituto Cajal ha utilizado la espectroscopía vibracional para investigar las zonas epileptógenas que rodean un traumatismo. «Pudimos 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», explica Liset Menéndez de la Prida. Eso sugiere que «las sombras moleculares de estas áreas están afectadas de manera diferente» y que pueden ser utilizadas para, en combinación con la inteligencia artificial, separar diferentes entidades patológicas.
«La integración de espectroscopía vibracional con otras modalidades de registro de la actividad cerebral y el análisis computacional avanzado con inteligencia artificial nos va a permitir identificar nuevos marcadores diagnósticos de alta precisión», afirma la investigadora del CSIC, lo que facilitará el desarrollo de neurotecnologías avanzadas para nuevas aplicaciones biomédicas.