Desarrollan una sonda con luz que permite detectar metástasis cerebrales en ratones

El consorcio internacional de investigación 'NanoBright' ha desarrollado una técnica mínimamente invasiva que permite monitorizar alteraciones moleculares causadas por una lesión cerebral traumática y detectar marcadores diagnósticos de metástasis cerebral en ratones a través de una sonda equipada con un haz de luz a la que los investigadores han denominado linterna molecular.

Según han explicado los autores del estudio, publicado en 'Nature Methods', la sonda se puede introducir hasta zonas profundas del cerebro sin causar daño gracias a su grosor inferior a un milímetro y su punta de apenas una milésima de milímetro, invisible a simple vista. La luz que incorpora la sonda ilumina el tejido nervioso y al hacerlo informa de su composición química.

Esta herramienta aún no está lista para emplearse en pacientes y se encuentra en fase de investigación en modelos animales. En su creación han estado involucrados el Grupo de Metástasis Cerebral del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), liderado por Manuel Valiente, y el Laboratorio de Circuitos Neuronales del Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), dirigido por Liset Menéndez de la Prida, junto a instituciones italianas y francesas.

En comparación con técnicas ya existentes que activan o registran la función cerebral usando la luz, pero que requieren la introducción de un gen en las neuronas que las hace sensibles a la luz, esta nueva linterna molecular, cuyo nombre técnico es espectroscopía vibracional, consigue el mismo fin sin necesidad de alterar el cerebro previamente.

Su funcionamiento se basa en el efecto Raman, una característica de la luz que hace que esta rebote de manera distinta cuando incide sobre las moléculas en función de su composición y estructura química. Esto permite detectar un espectro diferente en cada caso, que informa así de la composición del tejido iluminado.

Manuel Valiente ha explicado que la espectroscopía Raman ya se utiliza en neurocirugía, pero solo para evaluar si quedan células cancerígenas después de eliminar el grueso de un tumor en quirófano. "Es decir, solo se usa cuando el cerebro ya está abierto y el hueco es lo bastante grande. Pero estas 'linternas moleculares' de tamaño relativamente grande son incompatibles con un uso mínimamente invasivo para modelos animales en vivo", ha detallado.

Los investigadores del CNIO han usado la linterna molecular en modelos experimentales de metástasis cerebral en ratones. Su objetivo ahora es saber si la información que aporta la sonda permite "diferenciar diversas entidades oncológicas, por ejemplo, los tipos de metástasis acorde a sus perfiles mutacionales, por su origen primario o procedente de diferentes tipos de tumores cerebrales", ha apuntado Valiente.

Por su parte, el grupo del Instituto Cajal ha utilizado la técnica para investigar las zonas epileptógenas que rodean un traumatismo craneoencefálico. De este modo, Liset Menéndez de la Prida ha señalado que identificaron diferentes perfiles vibracionales en las mismas regiones cerebrales susceptibles de generar crisis epilépticas, dependiendo de su asociación a un tumor o a un traumatismo.

"Esto sugiere que las sombras moleculares de estas áreas están afectadas de manera diferente, y pueden ser usadas para separar diferentes entidades patológicas mediante algoritmos de clasificación automática incluyendo inteligencia artificial", ha explicado la investigadora, quien ha indicado que la integración de esta técnica pionera y la IA permitirá identificar nuevos marcadores diagnósticos de alta precisión y desarrollar neurotecnologías avanzadas con nuevas aplicaciones biomédicas.