Conseguir en tiempo real, con exactitud, precisión y técnicas no invasivas, imágenes que guían al cirujano hasta el lugar exacto que delimita un cáncer de mama. Éste es el resultado del sistema desarrollado y patentado por investigadores del Grupo de Ingeniería Fotónica y del Grupo de Imagen Infrarroja de la Universidad de Cantabria y del Dartmouth College, una de las diez mejores instituciones académicas de EE UU.
Según los coautores de la patente, Beatriz García-Allende, Olga M. Conde y José Miguel López-Higuera, el sistema, cuya patente se ha presentado en los Estados Unidos de América, proporciona no invasivamente y en tiempo real, imágenes sobre las que se delimitan la zonas cancerígenas y por tanto ofrece, automáticamente, un diagnóstico de las muestras de tejido de forma análoga a como lo haría un patólogo que hubiera sometido dichas muestras a un proceso histológico en el laboratorio.
Parte del trabajo realizado ha sido recientemente aceptado para ser publicado en la revista estadounidense Journal of Biomedical Optics, una de las publicaciones periódicas de más alto impacto en la materia del mundo.
Es conocido que muchos de los pacientes que se someten a una operación para la resección de un tumor requieren posteriormente tratamientos quirúrgicos adicionales. Ello sucede con bastante frecuencia en el caso particular del cáncer de mama, en el que aproximadamente en el 40% de los casos los patólogos suelen encontrar restos residuales del tumor en las muestras extraídas inmediatamente después de realizar una lumpectomía.
Ello implica que dichos pacientes deben someterse, en un margen de 48 horas después de la cirugía inicial, a una segunda intervención para la resección definitiva del tumor. Según diversos estudios realizados, esto provoca una reducción importante de la tasa de supervivencia con respecto a aquellos que no precisan de resecciones adicionales.
Existe, por tanto, una manifiesta necesidad de contar con sistemas de guiado quirúrgico que ayuden a los cirujanos a visualizar con exactitud los márgenes del tumor durante la cirugía y que les permita realizar una resección completa del tumor en la intervención inicial.
Los sistemas de imagen convencionales que se emplean actualmente, y que comprenden desde la observación humana a los sistemas robóticos más avanzados, todavía dependen de la intensidad del color y persiguen una mejora del contraste. La espectroscopia vinculada a la dispersión elástica de la luz, por el contrario, ha demostrado ser sensible a los cambios morfológicos de los niveles microscópicos y sub-microscópicos que se producen en las células cancerosas, lo cual es un mecanismo de contraste intrínseco para distinguir los tumores de los tejidos sanos y/o normales.
Con esta fundamentación, un equipo investigador dirigido por el profesor Brian W. Pogue, que ha contado con la participación de investigadores del Grupo de Ingeniería Fotónica de la Universidad de Cantabria, ha desarrollado un sistema de guiado quirúrgico mediante la combinación de un sistema óptico de micro-muestreo y una herramienta de clasificación automática del tipo de tejido para delinear los márgenes del tumor.
El sistema óptico toma muestras del espectro de la dispersión elástica sobre el tejido de forma localizada. El citado espectro óptico contiene información del tipo o sub-tipo de tejido, normal o tumor, y también de los distintos tipos de tejidos dentro del tumor lo que posibilita que con técnicas ópticas y algoritmos complejos de clasificación se puedan discriminar unos de los otros.
Mientras que la detección adecuada del límite del tumor se precisa para asegurar la resección completa del mismo en una única intervención, la capacidad de distinguir las distintas regiones del mismo (tejido epitelial con distintos índices de proliferación, fibrosis y necrosis) sirve de gran ayuda de cara a una planificación adecuada de actuaciones localizadas, con precisión, sobre las zonas tumorales con el objetivo de reducirlas.
Ingeniería de la luz
El Dartmouth College es una de las diez mejores instituciones académicas de educación superior de Estados Unidos. El Near Infrared Imaging Group del profesor Pogue es un reconocido grupo en el área de la Biofotónica en el mundo.
En el Grupo de Ingeniería Fotónica (GIF) de la UC trabajan veinte investigadores en temáticas relacionadas con la ingeniería de la luz bajo la dirección del profesor López-Higuera. En los últimos cinco años ha trabajado en más de 35 proyectos de I+D+i. De ellos, 16 han sido financiados por instituciones públicas y 19 por instituciones o empresas privadas. En la actualidad, el grupo trabaja simultáneamente en diez proyectos.
Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas y una empresa derivada presentan un método para sintetizar puntos cuánticos de telururo de plata respetuoso con el medio ambiente. Se puede aplicar en fotodetectores de luz infrarroja de onda corta y semiconductores CMOS, de uso común en electrónica de consumo.
Investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona y el instituto ICMAB han inducido propiedades magnéticas a una lámina de nitruro de cobalto sin conectarla a un cable eléctrico. El voltaje se aplica a un líquido con conductividad iónica circundante, pero no a la muestra. Este cambio de paradigma podría ayudar a crear nanorobots magnéticos para la biomedicina y sistemas de computación sin cableado.
