Uno de los desafíos más significativos en el ámbito de la investigación biomédica es la monitorización de los cambios que el cáncer y otras enfermedades neurológicas provocan en el cerebro, todo ello sin recurrir a métodos invasivos. Recientemente, un equipo internacional ha desarrollado una innovadora técnica experimental que permite realizar esta tarea mediante una sonda ultrafina capaz de introducir luz en el cerebro de ratones. Los resultados de este estudio se han publicado en la prestigiosa revista Nature Methods.
La técnica, denominada linterna molecular, tiene la capacidad de proporcionar información sobre la composición química del tejido nervioso al iluminarlo. Esto facilita el análisis de los cambios moleculares generados por tumores, tanto primarios como metastásicos, así como por lesiones traumáticas en el cráneo.
Nueva herramienta para la investigación biomédica
La linterna molecular consiste en una sonda con un grosor inferior a 1 mm y una punta de apenas una micra, lo que la hace invisible a simple vista. Su diseño permite que se introduzca en áreas profundas del cerebro sin causar daño, comparado con un cabello humano que mide entre 30 y 50 micras de diámetro.
Aunque esta tecnología aún no está lista para su aplicación en pacientes humanos, representa una prometedora herramienta para investigaciones en modelos animales. Según los autores del estudio, permite “monitorizar alteraciones moleculares causadas por lesiones cerebrales traumáticas y detectar marcadores diagnósticos de metástasis cerebral con gran precisión”.
Colaboración internacional en el desarrollo tecnológico
El consorcio europeo NanoBright, responsable del avance, incluye grupos españoles destacados como 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 bajo la dirección de Manuel Valiente. Mientras estos grupos se enfocan en la investigación biomédica, instituciones italianas y francesas han sido fundamentales en el desarrollo instrumental.
Activar o registrar funciones cerebrales mediante luz no es un concepto nuevo; las técnicas optogenéticas permiten controlar neuronas individuales utilizando luz. Sin embargo, esta nueva tecnología presenta un cambio significativo al permitir estudiar el cerebro sin necesidad de alterarlo previamente.
Espectroscopía vibracional: un avance notable
La linterna molecular utiliza un método conocido como espectroscopía vibracional, que se basa en el efecto Raman. Este fenómeno ocurre cuando la luz interactúa con moléculas y rebota de manera diferente según su composición química. Así, se genera un espectro único que actúa como firma molecular informando sobre la composición del tejido iluminado.
“Esta tecnología nos permite estudiar el cerebro en su estado natural”, explica Manuel Valiente. “No es necesario alterarlo previamente y posibilita analizar cualquier tipo de estructura cerebral”. Con esta metodología se pueden observar cambios moleculares asociados a diversas patologías.
Aplicaciones futuras y potencial diagnóstico
Aunque actualmente se utiliza espectroscopía Raman durante intervenciones neuroquirúrgicas, su uso es invasivo y menos preciso. En contraste, las nuevas sondas son compatibles con métodos mínimamente invasivos para modelos animales vivos. El CNIO ahora busca determinar si esta tecnología puede diferenciar entre distintas entidades oncológicas basándose en perfiles mutacionales.
Por otro lado, el equipo del Instituto Cajal ha aplicado esta técnica para investigar áreas epileptógenas alrededor de traumatismos craneoencefálicos. “Hemos identificado diferentes perfiles vibracionales que sugieren cómo estas zonas están afectadas dependiendo si están asociadas a un tumor o a un traumatismo”, señala Liset Menéndez de la Prida.
Nuevas fronteras gracias a la inteligencia artificial
La integración de espectroscopía vibracional con modalidades avanzadas de registro cerebral y análisis computacional mediante inteligencia artificial promete revolucionar la identificación de nuevos marcadores diagnósticos. “Esto facilitará el desarrollo de neurotecnologías avanzadas para aplicaciones biomédicas futuras”, concluye Menéndez de la Prida.
Preguntas sobre la noticia
¿Qué es la nueva 'linterna molecular'?
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.
¿Cómo funciona la linterna molecular?
Funciona mediante espectroscopía vibracional, que se basa en el efecto Raman. Cuando la luz incide sobre las moléculas, rebota de manera distinta según su composición y estructura química, lo que permite detectar diferentes firmas moleculares en el tejido iluminado.
¿Está lista esta tecnología para ser usada en pacientes?
No, actualmente la linterna molecular es solo una herramienta prometedora para investigación con modelos animales y no está lista para ser utilizada en pacientes humanos.
¿Qué aplicaciones tiene esta tecnología?
Permite analizar alteraciones moleculares causadas por lesiones cerebrales traumáticas y detectar marcadores diagnósticos de metástasis cerebral con gran precisión.
¿Quiénes han desarrollado esta técnica?
El trabajo ha sido realizado por un consorcio europeo llamado NanoBright, que incluye grupos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), entre otros.
¿Cómo se compara con técnicas anteriores?
A diferencia de las técnicas optogenéticas que requieren alterar genéticamente las neuronas para ser efectivas, la linterna molecular permite estudiar el cerebro sin necesidad de alterarlo previamente, lo que representa un cambio de paradigma en la investigación biomédica.
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