Un nuevo tomógrafo láser para la detección temprana y no invasiva de diversos tipos de cáncer y enfermedades oculares
Cada año, alrededor de 1,3 millones de europeos fallecen a causa del cáncer, según datos de Eurostat. Además, se prevé que uno de cada treinta europeos sufra pérdida de visión. Evidentemente, ambas situaciones influyen considerablemente en la salud de los afectados, pero además suponen una gran carga para la infraestructura sanitaria europea. A través del proyecto LASER-HISTO, financiado con fondos europeos, la empresa alemana de alta tecnología www.jenlab.de (JenLab) se ha convertido en la única del mundo que ha fabricado y comprobado un dispositivo de diagnóstico no invasivo, basado en la radiación de láser de femtosegundos, que permite llevar a cabo biopsias virtuales oculares y cutáneas. Diagnóstico temprano inmediato El dispositivo LASER-HISTO, un nuevo tipo de tomógrafo, produce imágenes de resolución ultraalta de células del interior de la piel y la córnea. Lo hace mediante un seccionado óptico rápido basado en una tecnología de láser de femtosegundos en el infrarrojo cercano. Este método utiliza dos fotones de baja energía para excitar fluorescencia de forma profunda en el tejido, en lugar de utilizar el método más habitual consistente en un fotón de alta energía de láseres de pulsos largos, que obtiene una menor penetración de la luz. En los tomógrafos clínicos se utilizan 80 millones de pulsos de láser extremadamente cortos por segundo, con una potencia media de 20 milivatios y un tiempo de permanencia de haz del orden de microsegundos por vóxel de tejido. Se calculó que su potencial de dañar el ADN es similar a una exposición a los rayos ultravioleta del sol de 15 minutos. Dado que estos tomógrafos permiten una microscopia de autofluorescencia de alta resolución, microscopia RAMAN, microscopia de imagen del tiempo de vida de fluorescencia (FLIM) y microscopia de segunda generación armónica (SHG), los pacientes ya no tendrán que proporcionar secciones de tejido teñido, de forma que se evita el dolor, las cicatrices y se reduce el tiempo de espera. Además de permitir la obtención de datos morfológicos en 3D con una resolución submicrométrica, las imágenes también suministran información sobre el metabolismo y las sustancias químicas del interior del tejido, proporcionando a los médicos pistas esenciales para detectar enfermedades antes de que sean visibles. Otra característica clave de la tecnología es que, al utilizar biomarcadores endógenos, produce imágenes de cada tejido sin necesidad de aplicar externamente un marcador. Este método aprovecha el hecho de que nuestras células emiten señales lumínicas débiles al exponerlas a la luz láser de femtosegundos en el infarrojo cercano que se pueden medir a través de un recuento de fotones individuales (SPC, por sus siglas en inglés) y usar para calcular el tiempo de vida de la fluorescencia por píxel. El tiempo de vida de la fluorescencia de las células cancerosas y de las células inflamadas es diferente al de las células sanas. Tal como resume el coordinador del proyecto, el doctor Karsten König: «hemos alcanzado nuestro objetivo de realizar diagnósticos cutáneosy oculares sin necesidad de cortar, sin etiquetas y obteniendo un resultado en cuestión de minutos. Para ponerlo en perspectiva, hay que tener en cuenta que el diagnóstico actual del cáncer de piel en Europa, mediante biopsias de piel, microscopios y patodermatólogos experimentados, tarda alrededor de una semana». Del antienvejecimiento a los astronautas El tomógrafo de multifotones ofrece distintas oportunidades adicionales. El doctor König menciona la comprobación objetiva de la eficacia de productos antienvejecimiento midiendo la cantidad de elastina/colágeno y el metabolismo de las células en conjunto. Además, indica que también se podrían llevar a cabo comprobaciones de la calidad de la córnea humana para un trasplante antes de ir, literalmente, mucho más lejos. «Sería un sueño proporcionar tomógrafos de multifotones ultracompactos a los astronautas que vayan a Marte», añade. «Nuestros estudios recientes con tres astronautas demuestran un adelgazamiento inesperado de la piel cuando trabajan seis meses en el laboratorio espacial internacional, algo que podríamos controlar». De vuelta en la Tierra, a finales de este año se llevarán a cabo estudios clínicos de la detección de cáncer de piel con LASER-HISTO en hospitales de California y Alemania. El equipo está trabajando en la obtención de la aprobación médica antes de que finalice 2019 y se prevé que la producción comience en 2020.
Palabras clave
LASER-HISTO, biopsia, cáncer, enfermedad ocular, tomógrafo, piel, células, córnea, alta resolución, diagnóstico, fotón
