Visión infrarroja para iluminar los tumores más profundos

Investigadores de la Universidad de Stanford han descubierto una nueva técnica de imagen de tejido profundo que permite ver debajo de la piel de los sujetos vivos para iluminar tumores enterrados con una "claridad incomparable". Los investigadores han demostrado cómo su técnica puede ayudar a predecir la respuesta de los pacientes con cáncer a la inmunoterapia y "hacer un seguimiento de su progreso después del tratamiento".

"Llamamos a esto visión infrarroja para la observación no invasiva de tejidos biológicos", ha asegurado el líder del estudio Hongjie Dai, profesor de química en la Universidad de Stanford. La técnica se basa en nanopartículas que contienen el elemento erbio, que pertenece a una clase de los llamados premios químicos de minerales de tierras raras por su capacidad única de brillar en el infrarrojo.

Vídeo del cerebro del ratón durante el estudio.

El equipo cubrió las nanopartículas en un recubrimiento de ingeniería química que ayuda a que las partículas se disuelvan en el torrente sanguíneo y también las hace menos tóxicas y salen del cuerpo más rápido. Además, el recubrimiento proporciona puntos de anclaje para moléculas que actúan como misiles guiados para localizar y unirse a proteínas específicas en las células.

Bajo una luz LED de baja potencia, las partículas de erbio toman el sol en tejidos específicos o incluso en células individuales en un brillo infrarrojo brillante que se puede ver más profundo y con una resolución más fina que las técnicas de imagen convencionales, dicen los investigadores.

Extirpar tumores con gran precisión

"Es como ver mientras se conduce por una carretera antes y después de que la niebla se evapore en un día de invierno", dice el coautor del estudio, Yeteng Zhong, investigador postdoctoral en el laboratorio de Dai. "La profundidad de imagen combinada, la especificidad molecular y la multiplicidad, y la resolución espacial y temporal son inalcanzables por técnicas anteriores".

En un video que destaca el poder de sus nanoprobos, los vasos sanguíneos ramificados del cerebro de un ratón vivo brillan con una luz verde azulado y se mueven cuando el ratón mueve la cabeza. "Nuestro enfoque permite ver un cerebro de ratón intacto, mientras que los enfoques convencionales solo ven el cuero cabelludo", dice el coautor del estudio, Zhuoran Ma, un estudiante graduado en el laboratorio de Dai.

En el estudio, los investigadores muestran que su técnica puede identificar tumores en ratones que llevan una proteína que los hace vulnerables a los medicamentos contra el cáncer que activan el sistema inmunitario del cuerpo. Este enfoque podría proporcionar una forma no invasiva de identificar a los pacientes que responderían bien a esos medicamentos sin necesidad de tomar una muestra o una biopsia del tumor, como lo deben hacer los médicos actualmente.

Los investigadores dicen que su técnica también podría permitir a los cirujanos extirpar tumores con mayor precisión y ayudar a biólogos e investigadores médicos a estudiar procesos fundamentales dentro de las células.

La investigación aparece en la revista Nature Biotechnology