Imagenología de Próxima Generación en Tejidos Vivos Revoluciona la Neurociencia y el Diagnóstico del Cáncer.
- 8 oct
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Científicos e ingenieros de instituciones como el MIT y la Universidad de Arizona están impulsando una nueva era en la tecnología de imágenes, desarrollando sistemas que prometen obtener vistas excepcionalmente profundas y claras del interior del cuerpo y el tejido vivo sin necesidad de procedimientos invasivos. Estos avances buscan superar las limitaciones de las técnicas actuales que luchan por equilibrar la resolución, el contraste y la profundidad.
Investigadores del MIT han desarrollado un nuevo sistema de microscopio que combina varias tecnologías de vanguardia para obtener imágenes precisas de moléculas profundas en tejidos cerebrales vivos con resolución de célula individual.
Este sistema, denominado plataforma "Multiphoton-In and Acoustic-Out" (Entrada de Multifotones y Salida Acústica), utiliza una técnica conocida como imágenes fotoacústicas de tres fotones (LF-MP-PAM). Funciona enfocando un pulso de luz intenso y extremadamente corto (de una cuadrillonésima de segundo) en una longitud de onda más larga (similar a las "luces antiniebla"), lo que permite que penetre profundamente en el tejido con menos dispersión.
En lugar de detectar únicamente la débil señal fluorescente, el sistema detecta las ondas de sonido generadas por la expansión térmica localizada dentro de la célula. Un micrófono de ultrasonido sensible transforma estos datos acústicos en imágenes de alta resolución.
Este método es "libre de etiquetas" (no requiere químicos ni genes alterados), lo que lo hace potencialmente valioso para su uso en humanos, por ejemplo, durante cirugías cerebrales. El equipo logró detectar NAD(P)H, una molécula asociada con la actividad metabólica y eléctrica neuronal, a una profundidad de 1.1 milímetros en un organoide cerebral humano y tejido de cerebro de ratón, una profundidad más de cinco veces mayor que otras tecnologías. Se espera que sea factible la obtención de imágenes completas a profundidades de 2 milímetros en cerebros vivos.
Paralelamente, un equipo de investigación de la Universidad de Arizona recibió cerca de $2.7 millones de dólares del programa Common Fund Venture del NIH para avanzar en una tecnología óptica destinada a mejorar el diagnóstico y el tratamiento de los cánceres de piel, especialmente los no melanoma (como el carcinoma basocelular o el carcinoma de células escamosas).
La nueva aproximación se basa en la Imágenes de Longitud de Onda Sintética (SWI). La SWI utiliza dos longitudes de onda de iluminación para generar computacionalmente una longitud de onda "sintética" más larga. Esta longitud de onda sintética ofrece una señal más resistente a la dispersión de la luz en el tejido, mientras aprovecha el alto contraste proporcionado por las longitudes de onda de iluminación originales.
Este avance es crucial, ya que los cánceres de piel no melanoma a menudo varían ampliamente en tamaño, profundidad y patrón de invasión, requiriendo herramientas de imagen que puedan evaluar con precisión los márgenes tumorales y monitorear la respuesta al tratamiento en tiempo real.
Al romper el límite de la compensación convencional entre resolución, profundidad y contraste, el equipo tiene como objetivo traducir estos avances a la práctica clínica para una detección más temprana y tratamientos personalizados. El potencial de la SWI se extiende incluso a la detección de cáncer de mama o la obtención de imágenes profundas dentro del cerebro humano.
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