Desarrollan una nueva herramienta de imagen cerebral no invasiva que resulta prometedora para tratar el cáncer

MADRID, 17 (EUROPA PRESS)

Químicos de las universidades de Rice y Stanford (Estados Unidos) han desarrollado una nueva herramienta de imagen cerebral no invasiva que puede ayudar a iluminar estructuras y procesos de difícil acceso en dicho órgano, lo que resulta prometedor para tratar el cáncer.

Su tinte de molécula pequeña, o fluoróforo, es el primero de su clase capaz de atravesar la barrera hematoencefálica. Además, permite a los investigadores diferenciar entre tejido cerebral sano y un tumor de glioblastoma en ratones.

"Esto podría ser muy útil para la cirugía guiada por imágenes, por ejemplo", afirma Han Xiao, investigador de Rice, que añade que, con este tinte, "un médico podría determinar dónde está el límite entre el tejido cerebral normal y el tejido tumoral". El estudio aparece en la revista 'Journal of the American Chemical Society'.

Si se piensa en un acuario o en una discoteca, probablemente venga a la mente el colorido resplandor que emiten algunos objetos o superficies bajo una luz negra. Conocido como fluorescencia, este efecto brillante puede ser útil para hacer visibles cosas que de otro modo pasarían desapercibidas.

"Las imágenes por fluorescencia se han utilizado para detectar el cáncer en distintas partes del cuerpo", explica Xiao. "Las ventajas de una sonda de fluorescencia son su alta resolución y la posibilidad de adaptar la sonda para leer diferentes sustancias o actividades", añade.

Cuanto más profundo es un tejido u órgano, más largas son las longitudes de onda necesarias para discernir la presencia de pequeñas moléculas fluorescentes. Por este motivo, el segundo canal de infrarrojo cercano (NIR-II) con longitudes de onda de 1.000 a 1.700 nanómetros es especialmente importante para la obtención de imágenes de tejidos profundos. Como referencia, las longitudes de onda de la luz visible oscilan entre 380 y 700 nanómetros.

"Nuestra herramienta es muy valiosa para la obtención de imágenes profundas porque funciona en la región NIR-II", explica Xiao. "A diferencia de las longitudes de onda NIR-II, los efectos fluorescentes en el espectro visible o con longitudes de onda en el infrarrojo cercano entre 600 y 900 nanómetros (NIR-I) solo permiten obtener imágenes en profundidad", ha agregado.

La obtención de imágenes cerebrales plantea un reto especial no solo por la profundidad y accesibilidad del tejido, sino también por la barrera hematoencefálica, una capa de células que actúa como un filtro muy selectivo para restringir el paso de sustancias del sistema circulatorio al sistema nervioso central.

"La gente siempre quiere saber qué ocurre exactamente en el cerebro, pero es muy difícil diseñar una molécula que pueda penetrar la barrera hematoencefálica. Hasta el 98 por ciento de los fármacos de moléculas pequeñas aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) no pueden", explica el investigador.

"En general, la razón por la que una molécula de colorante NIR-II tiende a ser grande es que se trata de una estructura conjugada con muchos dobles enlaces", continúa. "Este es un verdadero problema y la razón por la que hasta ahora no se ha podido utilizar la fluorescencia en la obtención de imágenes cerebrales. Intentamos solucionar este problema desarrollando este nuevo andamio de colorante, que es muy pequeño, pero tiene una longitud de onda de emisión larga", ha detallado.

A diferencia de los otros dos andamiajes de tintes NIR-II conocidos, que no son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica, el desarrollado por Xiao es más compacto, lo que lo convierte en un gran candidato para sondas o fármacos dirigidos al cerebro. "En el futuro, podríamos modificar este andamio y utilizarlo para buscar muchos metabolitos distintos en el cerebro", afirma Xiao.

Más allá del cerebro, el colorante desarrollado por este químico tiene una duración mucho mayor que el verde de indocianina, el único colorante NIR de molécula pequeña aprobado por la FDA para su uso como agente de contraste. Una mayor duración significa que los investigadores disponen de más tiempo para registrar el trazo fluorescente antes de que desaparezca.

"Cuando se expone a la luz, el trazo del colorante verde de indocianina se deteriora en segundos, mientras que nuestro colorante deja un trazo estable durante más de 10 minutos", finaliza Xiao.