Un escalpelo quirúrgico que husmea el cáncer

Publicado 14/10/2009 09:19


Una herramienta de incisión es capaz de distinguir los distintos tejidos basándose en sus perfiles químicos.

Con la esperanza de poder ayudar a que los oncólogos extirpen todos los tejidos tumorales durante la cirugía, un grupo de investigadores está desarollando unas nuevas herramientas de captura de imágenes para su uso en tiempo real dentro de la sala de operaciones. Los investigadores de origen europeo acaban de hacer una demostración de un instrumento de análisis químico llamado espectómetro de masa que se puede utilizar junto a un electroescalpelo para crear un perfil molecular del tejido durante la cirugía. Los investigadores han demostrado que el método se puede utilizar para hacer un mapeado de los distintos tipos de tejido y distinguir aquellos que sean cancerígenos. El dispositivo empezará las pruebas clínicas el mes que viene.

“Cuando el cirujano lleva a cabo una cirugía contra el cáncer, no posee ninguna información directa acerca de la localización del tumor,” afirma Zoltán Takáts, profesor de la Universidad Justus-Liebig en Giessen, Alemania. En vez de ello, los cirujanos dependen de imágenes escaneadas antes de la operación y de las sugerencias de los patólogos que examinan las biopsias de tejidos bajo el microscopio. “Queremos ofrecer una herramienta a la que puedan acceder directamente, para que si encuentran una estructura que parezca sospechosa la puedan poner a prueba en ese momento,” afirma Takáts.

La espectometría de masa, un método de gran precisión para identificar moléculas mediante el análisis de la proporción entre su masa y su carga, ya es utilizado en la actualidad por una serie de grupos de investigadores para estudiar muestras biológicas. Los investigadores saben desde hace años que el tejido tumoral y el tejido sano tienen perfiles moleculares distintos y que eso es algo que se utiliza para poder distinguirlos, o incluso para determinar la agresividad de un tumor en particular. Otros grupos de investigación han utilizado la espectometría de masa para analizar tejidos procedentes de biopsias y han demostrado que se puede utilizar para hacer estas diferenciaciones. El problema a la hora de usar la espectometría de masa el la sala de operaciones viene dado por la recogida de muestras. Antes de que las moléculas puedan ser analizadas, tienen que ser ionizadas e introducidas en la máquina. La creación de iones requiere el bombardeo de la muestra con un flujo de partículas cargadas, a menudo gas, y estos métodos no son apropiados para ser llevados a cabo en la sala de operaciones. “Un chorro de nitrógeno de alto voltaje no es compatible con el cuerpo humano,” afirma Takáts.

Takáts se dio cuenta de que algunas herramientas quirúrgicas para llevar a cabo cortes, incluyendo los electroescalpelos, producen iones gaseosos y un cierto tipo de producto residual que sí son apropiados para realizar un análisis utilizando la espectrometría de masa. Estos humos, a menudo llamados “humo quirúrgico,” ya se recolectan durante la cirugía puesto que son peligrosos para los pulmones. Takáts y sus colaboradores descubrieron que la espectrometría de masa del humo quirúrgico se podía utilizar para llevar a cabo un mapa molecular de los tumores. Después de que los humos son introducidos en el espectómetro de masa, los componentes químicos en la muestra son analizados y contrastados con una base de datos para dar al cirujano una lectura de su perfil. La recogida y el análisis de las muestras químicas se realiza en sólo unos cuantos de cientos de milisegundos. “Podemos crear un mapa y afirmar que esto es tejido del hígado sano, que esto otro es tejido conectivo, que aquello es tejido adiposo y que eso de allí es cáncer,” afirma Takáts.

“Este trabajo representa un avance importantísimo en la aplicación de la espectrometría de masa en medicina,” afirma R. Graham Cooks, profesor de química en la Universidad Purdue y que no estuvo involucrado en la investigación.

La espectometría de masa es sólo una más entre las muchas técnicas de captura de imágenes que están siendo evaluadas para su uso durante la cirugía. Otro método consiste en inyectar al paciente con un tinte fluorescente que se une a las moléculas tumorales y se hace visible bajo luz infrarroja. No obstante, la espectrometría de masa ofrece un tipo de información más detallada acerca del perfil molecular de los tejidos. El nuevo sistema no sólo ofrece información en tiempo real sino que también produce una imagen del tumor, utilizando información química, que también podría ser útil como guía dentro de los cuidados posteriores a la cirugía. El aparato de captura de imágenes podría, por ejemplo, revelar formas de cáncer especialmente agresivas, y esta información podría ayudar a los oncólogos a recetar el fármaco más adecuado.

Cooks está desarrollando un tipo distinto de sistema de espectometría de masa para el análisis de tejidos. Su sistema, llamado DESI, requiere la pulverización de una nube de partículas cargadas sobre el tejido, aunque logra analizar un rango más amplio de moléculas y puede que ayude a ofrecer información más detallada. La técnica de Takáts mayoritariamente lleva a cabo muestreos de las moléculas de grasa conocidas como lípidos que forman las membranas celulares.

Por ahora los investigadores alemanes han puesto a prueba el sistema de espectrometría de masa en varios animales con cáncer, incluyendo roedores. El grupo también está trabajando junto a veterinarios para utilizar el escalpelo durante las cirugías de extirpación de tumores en perros con tumores que se den de forma natural. El mes que viene el dispositivo empezará sus pruebas clínicas con humanos, y Takáts está trabajando junto a Meyer-Haake, una compañía alemana de dispositivos de electrocirugía, para desarrollar la maquinaria.

El problema más importante que queda por superar para que la espectometría de masa se instale en las salas de operaciones puede que tenga que ver con su precio. Un sistema de electrocirugía normalmente cuesta 8.000 dólares, mientras que un sistema de espectometría de masa comercial no baja de 120.000 dólares. Takáts señala que el mercado de la espectometría de masa es, en la actualidad, muy pequeño, y que la apertura del mercado puede que ayude a reducir los costes. Mediante el uso de instrumentos diseñados a medida para el tipo de análisis que tenga relevancia con el tejido biológico, y que no tienen que ser de tan alto rendimiento como los utilizados en los laboratorios de química, Takáts espera poder construir máquinas que ronden los 20.000 dólares.

Fuente:

Technology Review

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