La luz rebota de manera distinta según la composición y estructura química de las moléculas, permitiendo identificar cambios moleculares asociados a patologías como tumores o lesiones cerebrales
Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una técnica experimental que permite detectar metástasis cerebrales y analizar alteraciones moleculares en el cerebro de ratones con una gran precisión.
Este avance, descrito como una ´linterna molecular´, combina tecnología óptica avanzada y herramientas moleculares para iluminar el cerebro desde el interior sin necesidad de modificarlo.
El estudio, publicado en la revista Nature Methods, ha sido liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), en colaboración con instituciones europeas como parte del consorcio NanoBright.
La ´linterna molecular´ es una sonda de luz ultrafina, de menos de un milímetro de grosor y con una punta de apenas una micra—unas 30 a 50 veces más delgada que un cabello humano—, lo que permite acceder a zonas profundas del cerebro sin causar daño.
Gracias a la espectroscopía vibracional basada en el efecto Raman, esta herramienta puede generar una "firma molecular" única al incidir luz sobre las moléculas, proporcionando información detallada sobre la composición química del tejido cerebral.
Liset M. de la Prida, investigadora del Instituto Cajal del CSIC, explicó que "la luz rebota de manera distinta según la composición y estructura química de las moléculas, permitiendo identificar cambios moleculares asociados a patologías como tumores o lesiones cerebrales".
Por su parte, Manuel Valiente, director del Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO, mencionó que esta tecnología facilita el análisis del cerebro en su estado natural, sin necesidad de manipulaciones genéticas, lo que la diferencia de otras técnicas como la optogenética.
Actualmente, la técnica tiene aplicaciones en modelos animales y se ha utilizado para monitorizar alteraciones moleculares derivadas de lesiones cerebrales traumáticas, así como para detectar marcadores diagnósticos de metástasis cerebral con gran precisión.
En el contexto de lesiones traumáticas, se ha identificado que ciertas regiones del cerebro muestran perfiles vibracionales específicos que podrían correlacionarse con mecanismos de regeneración o degeneración neural.
Por otro lado, en modelos de cáncer, se han diferenciado mutaciones específicas asociadas a diversos tipos de tumores primarios y metastáticos, lo que podría guiar terapias personalizadas.
El equipo también ha explorado la aplicación de inteligencia artificial para analizar los datos obtenidos mediante espectroscopía vibracional.
Estos algoritmos permiten identificar patrones complejos y clasificar distintas patologías con una precisión mayor que los métodos tradicionales. "Hemos identificado perfiles vibracionales distintos en regiones cerebrales asociadas a tumores o traumatismos, lo que podría separar diferentes patologías mediante inteligencia artificial", afirmó Menéndez de la Prida.
Una de las aplicaciones más prometedoras de esta tecnología es su capacidad para diferenciar regiones epileptógenas tras traumatismos craneoencefálicos.
Se han detectado señales específicas que permiten delimitar con precisión las áreas cerebrales involucradas en episodios epilépticos.
Aunque la espectroscopía Raman ya se utiliza en neurocirugía para evaluar la presencia de células cancerígenas tras la extirpación de un tumor, las sondas convencionales son demasiado grandes y menos precisas que la ´linterna molecular´.
Las implicaciones de este avance son prometedoras tanto en el campo de la oncología como en el estudio de enfermedades neurológicas. La combinación de espectroscopía vibracional, registros de actividad cerebral y análisis computacional podría dar lugar a neurotecnologías innovadoras que mejoren el diagnóstico y tratamiento de estas condiciones.
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