Uno de los desafíos más significativos en la investigación biomédica es la capacidad de monitorizar los cambios moleculares en el cerebro provocados por el cáncer y otras enfermedades neurológicas, todo ello sin recurrir a métodos invasivos. Recientemente, un equipo internacional ha desarrollado una técnica experimental que logra este objetivo mediante una sonda ultrafina capaz de introducir luz en el cerebro de ratones. Este avance ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature Methods, resultado del esfuerzo conjunto de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO).
Los científicos han denominado a esta innovadora técnica como linterna molecular, ya que permite obtener información sobre la composición química del tejido nervioso al iluminarlo. Esto facilita el análisis de los cambios moleculares ocasionados por tumores, tanto primarios como metastásicos, así como por lesiones derivadas de traumatismos craneoencefálicos.
Nueva herramienta para la investigación
La linterna molecular tiene un grosor inferior a 1 mm y su punta mide apenas una micra, lo que la hace invisible a simple vista. Esta característica permite su inserción en zonas profundas del cerebro sin causar daño alguno; para ponerlo en perspectiva, un cabello humano tiene un diámetro entre 30 y 50 micras.
Aunque esta tecnología aún no está lista para su aplicación clínica, representa una herramienta prometedora para la investigación 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”.
Un consorcio europeo detrás del avance
El desarrollo de esta tecnología ha sido posible gracias al consorcio europeo NanoBright, que incluye grupos españoles como el liderado por el Laboratorio de Circuitos Neuronales del Instituto Cajal, bajo la dirección de Liset Menéndez de la Prida, y el Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO, dirigido por Manuel Valiente. Estos equipos se han centrado en la investigación biomédica dentro del proyecto, mientras que instituciones italianas y francesas han contribuido al 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, estas requieren modificar genéticamente las neuronas para hacerlas sensibles a la luz. La nueva tecnología presentada por NanoBright ofrece una forma de estudiar el cerebro sin alterar su estado original, marcando un cambio significativo en la investigación biomédica.
Espectroscopía vibracional: un método revolucionario
La linterna molecular se basa en lo que se conoce como espectroscopía vibracional. Su funcionamiento se fundamenta en el efecto Raman: cuando la luz incide sobre las moléculas, rebota de manera diferente según su composición y estructura química, generando un espectro único que actúa como firma molecular del tejido iluminado. “Esto nos permite obtener información detallada sobre la composición química”, explica Liset M. de la Prida.
“Esta tecnología -comenta Manuel Valiente- nos permite estudiar el cerebro en su estado natural sin necesidad de alterarlo previamente. Además, posibilita analizar cualquier tipo de estructura cerebral sin limitaciones impuestas por métodos anteriores.” La espectroscopía vibracional abre nuevas posibilidades para observar cambios moleculares asociados a patologías cerebrales.
Análisis avanzado con inteligencia artificial
Aparte del CNIO, el grupo del Instituto Cajal ha utilizado esta técnica para investigar áreas epileptógenas alrededor de traumatismos craneoencefálicos. “Hemos identificado diferentes perfiles vibracionales en regiones cerebrales susceptibles a crisis epilépticas dependiendo si están asociadas a tumores o traumatismos”, detalla Liset Menéndez. Esto indica que las características moleculares varían según la patología presente.
"La combinación de espectroscopía vibracional con otras modalidades y análisis computacionales avanzados permitirá identificar nuevos marcadores diagnósticos precisos", concluye Menéndez, resaltando las implicaciones futuras para neurotecnologías avanzadas.
Preguntas sobre la noticia
¿Qué es la nueva '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 cáncer 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 diferente según su composición y estructura química, lo que permite detectar cambios moleculares en el tejido nervioso iluminado.
¿Está lista esta tecnología para ser utilizada en pacientes humanos?
No, actualmente es una herramienta prometedora para investigación con modelos animales y aún no está lista para su uso en pacientes.
¿Qué ventajas ofrece esta nueva técnica respecto a las anteriores?
A diferencia de técnicas como la optogenética, que requieren alterar genéticamente las neuronas, esta tecnología permite estudiar el cerebro sin alterarlo previamente, lo que representa un cambio de paradigma en la investigación biomédica.
¿Qué aplicaciones tiene la linterna molecular?
Permite analizar alteraciones moleculares producidas por lesiones cerebrales traumáticas y detectar marcadores diagnósticos de metástasis cerebral con gran precisión.
¿Cuál es el objetivo del consorcio europeo NanoBright?
El objetivo es investigar y desarrollar esta tecnología para mejorar la comprensión y diagnóstico de diversas patologías oncológicas y neurológicas.
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