Uno de los desafíos más significativos en la investigación biomédica es la capacidad de monitorizar los cambios moleculares en el cerebro provocados por el cáncer y otras enfermedades neurológicas, todo ello sin recurrir a métodos invasivos. En este contexto, un equipo internacional ha desarrollado una innovadora técnica que utiliza una sonda ultrafina para introducir luz en el cerebro de ratones, permitiendo así observar estos cambios de manera precisa. Los hallazgos se han publicado recientemente en la prestigiosa revista Nature Methods.
La nueva técnica ha sido denominada linterna molecular, ya que proporciona información sobre la composición química del tejido nervioso al ser iluminado. Este avance permite analizar alteraciones moleculares causadas tanto por tumores primarios como metastásicos, así como por lesiones resultantes de traumatismos craneoencefálicos.
Una herramienta prometedora para la investigación
La linterna molecular tiene un grosor inferior a 1 mm y su punta mide apenas una micra, lo que la hace invisible a simple vista. Esta característica permite introducirla en las profundidades del cerebro sin causar daño, comparándose con el grosor de un cabello humano, que oscila entre 30 y 50 micras.
A pesar de su potencial, esta tecnología aún no está lista para su aplicación en pacientes. Por el momento, representa una herramienta valiosa para la investigación en modelos animales, facilitando la monitorización de alteraciones moleculares derivadas de lesiones cerebrales traumáticas y la detección precisa de marcadores diagnósticos relacionados con metástasis cerebral.
Colaboración internacional y desarrollo tecnológico
El desarrollo de esta técnica ha sido posible gracias al consorcio europeo NanoBright, que incluye grupos españoles del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). El laboratorio dirigido por Liset Menéndez de la Prida, así como el grupo liderado por Manuel Valiente, han sido fundamentales en esta investigación.
A diferencia de las técnicas optogenéticas previas que requerían modificar genéticamente las neuronas para hacerlas sensibles a la luz, esta nueva metodología permite estudiar el cerebro sin necesidad de alteraciones previas. Esto marca un cambio significativo en la forma en que se aborda la investigación biomédica.
Funcionamiento basado en el efecto Raman
La linterna molecular opera mediante un proceso conocido como espectroscopía vibracional. Este método se basa en el efecto Raman: cuando la luz interactúa con las moléculas, rebota de manera diferente dependiendo de su composición química. Esto genera un espectro único que actúa como firma molecular del tejido iluminado, proporcionando información detallada sobre su composición.
"Esta tecnología nos permite estudiar el cerebro en su estado natural", comenta Manuel Valiente. "No es necesario alterarlo previamente y podemos analizar cualquier tipo de estructura cerebral". La espectroscopía vibracional ofrece una visión completa sobre los cambios moleculares asociados a diversas patologías.
Nuevas aplicaciones y futuro prometedor
Aunque la espectroscopía Raman ya se utiliza en neurocirugía, su aplicación actual es invasiva y menos precisa. Sin embargo, las nuevas sondas desarrolladas son compatibles con métodos mínimamente invasivos para modelos animales vivos. El CNIO ahora busca determinar si esta tecnología puede diferenciar entre distintos tipos oncológicos basándose en sus perfiles mutacionales.
Por otro lado, el grupo del Instituto Cajal ha comenzado a utilizar esta técnica para investigar áreas epileptógenas relacionadas con traumatismos craneoencefálicos. Han logrado identificar diferentes perfiles vibracionales que podrían ayudar a distinguir entre diversas entidades patológicas mediante algoritmos automáticos apoyados por inteligencia artificial.
"La combinación de espectroscopía vibracional con análisis computacional avanzado nos permitirá identificar nuevos marcadores diagnósticos", concluye Liset Menéndez de la Prida. Este avance podría facilitar el desarrollo de neurotecnologías innovadoras con múltiples aplicaciones biomédicas.
CNIO Comunicación / CSIC Comunicación
comunicacion@csic.es
Preguntas sobre la noticia
¿Qué es la nueva 'linterna molecular' mencionada en la noticia?
La 'linterna molecular' es una técnica experimental que utiliza una sonda ultrafina para introducir luz en el cerebro de ratones, permitiendo monitorizar cambios moleculares causados por tumores y otras patologías neurológicas de manera no invasiva.
¿Cuál es el grosor de la sonda utilizada en esta técnica?
La sonda tiene menos de 1 mm de grosor, con una punta de apenas una milésima de milímetro (una micra), lo que la hace invisible a simple vista y capaz de alcanzar zonas profundas del cerebro sin causar daño.
¿Está esta tecnología lista para ser usada en pacientes humanos?
No, actualmente la linterna molecular es una herramienta prometedora para investigación en modelos animales y no está lista para su uso en pacientes humanos.
¿Cómo funciona la espectroscopía vibracional utilizada en esta técnica?
La espectroscopía vibracional se basa en el efecto Raman, donde la luz incide sobre las moléculas y rebota de manera diferente según su composición y estructura química, permitiendo detectar cambios moleculares en el tejido iluminado.
¿Qué aplicaciones futuras se vislumbran para esta tecnología?
Se espera que la integración de espectroscopía vibracional con inteligencia artificial permita identificar nuevos marcadores diagnósticos de alta precisión, facilitando el desarrollo de neurotecnologías avanzadas para aplicaciones biomédicas.
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