Una nueva cámara ofrece a los cirujanos una 'visión de mariposa' del cáncer

Metástasis cáncer de ovario
IDIBELL-ICO - Archivo
Publicado 30/04/2018 8:13:34CET

   MADRID, 30 Abr. (EUROPA PRESS) -

   El cáncer que está al acecho en el tejido es más fácil de encontrar cuando se mira a través del ojo de una mariposa. Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y la Universidad de Washington en St. Louis, Estados Unidos, han desarrollado una cámara quirúrgica inspirada en el ojo de la mariposa morpho. La pequeña cámara, conectada a las gafas que usa un cirujano, ve las señales infrarrojas emitidas por los tintes que se unen a los tumores para que el cirujano pueda encontrar y eliminar todo el tejido canceroso.

   La cámara se probó en ratones y en pacientes humanos con cáncer de mama y los resultados de estas pruebas de publican en la revista 'Optica'. "Al observar la forma en que la naturaleza ha diseñado los sistemas visuales de insectos, podemos abordar los graves problemas que existen hoy en día con la cirugía del cáncer y asegurarnos de que no queden células cancerosas durante la cirugía --destaca el líder del estudio, Viktor Gruev, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Facultad de Medicina de la Universidad de Illinois--. Esta tecnología es más sensible, más precisa, mucho más pequeña y de menor costo que los instrumentos actualmente disponibles que están aprobados por la Agencia Estadounidense del Medicamento (FDA, por sus siglas en ingles) para detectar estas señales".

   Muchos cirujanos confían en la vista y el tacto para encontrar tejido canceroso durante la cirugía, dice Gruev. Los hospitales grandes o los centros de tratamiento del cáncer también pueden usar agentes fluorescentes experimentales cercanos al infrarrojo que se unen a los tumores para que los cirujanos puedan verlos en pantallas especializadas.

   Sin embargo, estas máquinas son costosas, lo que dificulta la adquisición por parte de hospitales más pequeños; al ser muy grandes hace que sea difícil encajar en un quirófano e integrarse sin problemas en la cirugía; y requieren que las luces se atenúen para que los instrumentos puedan captar la débil señal fluorescente, lo que dificulta la visión de los cirujanos.

   "El 95 por ciento de los hospitales en Estados Unidos tienen salas de operaciones pequeñas. No importa cuán buena sea la tecnología, si es demasiado grande, no puede entrar al quirófano --apunta Missael García, investigador postdoctoral en Illinois y primer autor del artículo--. Es un lugar muy concurrido durante la cirugía, así que actuar en un instrumento tan grande como una mesa simplemente no va a funcionar".

   El ojo de la mariposa morpho tiene nanoestructuras especializadas que le permiten ver imágenes multiespectrales, incluido el infrarrojo cercano. El equipo de Gruev construyó su cámara con el mismo tipo de nanoestructuras, creando una pequeña cámara que puede registrar simultáneamente imágenes en color regulares y señales de infrarrojo cercano sin necesidad de atenuar las luces de la sala. Para facilitar el uso de un cirujano, los investigadores integraron la cámara con gafas quirúrgicas.

UNA TECNOLOGÍA ECONÓMICA

   "El cirujano se pone las gafas protectoras que tienen integrada nuestra tecnología de cámara bio-inspirada, con lo que protegerá sus ojos y al mismo tiempo proyectará la información fluorescente cuando lo desee", explica Gruev, quien también está afiliado al Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzada en Illinois. "Las gafas también son increíblemente económicas. Anticipamos que costarán alrededor de 200 dólares, en comparación con los 20.000 dólares del instrumento más barato aprobado por la FDA", añade.

   El grupo de Gruev se asoció con cirujanos de la Universidad de Washington para probar la cámara en ratones y en humanos. La cámara pudo encontrar tumores de cáncer de mama en los roedores, utilizando un colorante fluorescente cercano al infrarrojo que se une específicamente al tipo de cáncer de mama que tenían los animales. Dado que la cámara puede captar señales debajo de la superficie del tejido, los cirujanos podrían incluso localizar los sitios del tumor a través de la piel. "Podríamos obtener una imagen antes de la incisión e identificar los posibles puntos de interés para minimizar la incisión", afirma García.

   También probaron la cámara para encontrar ganglios linfáticos centinela en pacientes humanos con cáncer de mama. Los médicos necesitan encontrar y hacer biopsias o extirpar todos los ganglios linfáticos que rodean un tumor para ver si el cáncer se ha diseminado, explica Gruev. Los médicos usan tintes para facilitar la visión de los ganglios linfáticos y en este estudio, los cirujanos usaron un tinte verde común que también emite una señal infrarroja.

   Compararon cómo de bien podían los médicos identificar los ganglios linfáticos de una paciente con cáncer de mama buscando color verde con la vista y luego buscar la señal infrarroja con la cámara de ojo de mariposa. "Nuestra tecnología es mucho más rápida porque una de las ventajas es obtener imágenes más profundas en el tejido --destaca Gruev--. A veces, cuando buscan coloración verde, buscan durante un tiempo porque los nódulos están debajo de la superficie. Con la fluorescencia, puedes ver a través de la piel o el tejido e identificarlos mucho más rápido".

   La cámara también encontró ganglios linfáticos en dos pacientes que los cirujanos no vieron visualmente y los ganglios resultaron ser cancerosos. "Me encantaría ver que la fluorescencia verde se convierta en el estándar para el mapeo de los ganglios linfáticos. Tiene un gran mérito, en comparación con lo que se está haciendo actualmente para localizar los ganglios linfáticos", dice Gruev. Los investigadores trabajan ahora para integrar su cámara con los sistemas de cámara endoscópica y han presentado una patente para la tecnología de cámara de ojo de mariposa.

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