AVANCE CIENTÍFICO

Luz 'roja' contra el cáncer

Científicos del Johns Hopkins Medicine han desarrollado una nueva tecnología de imagen, que podrá hacer que las cirugías para remover tumores cerebrales primarios sean más seguras y efectivas.

Esta tecnología se llama tomografía de coherencia óptica y fue descrita en junio en la revista 'Science Translational Medicine'.

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Con el nuevo prototipo láser se puede detectar células cancerígenas durante las cirugías. Con el nuevo prototipo láser se puede detectar células cancerígenas durante  las cirugías.
Con el nuevo prototipo láser se puede detectar células cancerígenas durante las cirugías. Fotolia

Cada vez que un neurocirujano ingresa al quirófano para intervenir a un paciente de cáncer cerebral se enfrenta a un desafío enorme. En sus manos recae la misión de extraer solo el tumor sin comprometer los tejidos sanos del cerebro; ni más, ni menos.

Si bien es cierto que la tecnología de resonancia magnética nuclear (un examen médico que permite diagnosticar y tratar enfermedades creando imágenes detalladas de órganos, tejidos blandos, huesos, etc.) le ofrece un panorama previo al especialista sobre la presencia o no de cáncer en el cerebro -a través de imágenes que pueden examinarse en el monitor de una computadora-, al momento de operar el órgano todas las zonas de este se ven iguales a simple vista. Por ello, el conocimiento y la experiencia del neurocirujano son determinantes al momento de operar.

En las intervenciones quirúrgicas del cerebro no existe espacio para el error, afirma en entrevista telefónica a La Prensa el neurocirujano Alfredo Quiñones-Hinojosa, director de los programas de cirugías de tumores cerebrales y de cirugía pituitaria en el Johns Hopkins Bayview Medical Center, y profesor de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos.

 Científicos de Johns Hopkins han creado un nuevo prototipo láser que detecta células cancerígenas  durante la cirugía para extraer tumor cerebral. Expandir Imagen
Científicos de Johns Hopkins han creado un nuevo prototipo láser que detecta células cancerígenas durante la cirugía para extraer tumor cerebral. CORTESÍA/Johns Hopkins

"Todo tiene que ser muy preciso, porque en un milímetro extra de cerebro te puedes llevar el movimiento del brazo, la cara o la pierna, así como la función de la memoria, el habla y la vista. Solo en un milímetro hay millones y millones de neuronas y de conexiones", indica el galeno.

Por esto, Quiñones-Hinojosa, junto al doctor en física y óptica biomédica Xingde Li, profesor del departamento de Ingeniería Biomédica de Johns Hopkins; y Carmen Kut, estudiante de doctorado de ingeniería biomédica de este centro, han desarrollado una nueva tecnología de imagen que hará que las cirugías para remover tumores cerebrales primarios, como el glioblastoma (el tipo más común y letal), sean más seguras y efectivas.

Se trata de un nuevo prototipo de láser para detectar células cancerígenas durante la cirugía, que permite recrear durante la intervención un mapa del cerebro codificado en colores.

La tecnología de imagen es denominada tomografía de coherencia óptica, y es utilizada desde hace unos años para obtener imágenes de la retina, pero para ser empleada para la cirugía cerebral fue modernizada. Desde hace más de cinco años el equipo trabaja en conjunto para su nueva adaptación.

Los estudios hechos en torno a la misma por los científicos de Johns Hopkins Medicine fueron publicados por ellos en la revista científica Science Translational Medicine, en junio pasado, con el título "Detection of human brain cancer infiltration ex vivo and in vivo using quantitative optical coherence tomography".

Recrea un mapa del cerebro codificado en colores, resaltando de rojo el cáncer, y de verde el tejido sano. Expandir Imagen
Recrea un mapa del cerebro codificado en colores, resaltando de rojo el cáncer, y de verde el tejido sano. CORTESÍA/Johns Hopkins Medicine

En entrevista con este medio, el doctor Quiñones-Hinojosa brinda detalles sobre la dificultad de estas intervenciones; así mismo, describe esta nueva técnica que será utilizada en operaciones con pacientes a finales de julio tentativamente, y comenta sus planes futuros para que esta herramienta sea utilizada para operar otros tipos de tumores.

Las cirugías cerebrales demandan un gran esfuerzo de precisión. ¿En qué consiste el grado de dificultad y de riesgo de estas?

La complejidad en estas intervenciones es increíblemente elevada por el simple y sencillo hecho de que cuando estás mirando el cerebro [en el salón de operaciones] todo se ve igual; si miras las partes del cerebro y no se entiende la anatomía y no se tiene una noción preconcebida de las conexiones que existen, al operarlo se le puede causar un daño enorme al paciente. Los tumores se ven como si fueran tejido normal del cerebro, pero estos son capaces de seguir invadiendo el cerebro, seguir creciendo y eventualmente se ponen muy sangrientos y peligrosos. Los riesgos que se corren en estas son bastante elevados por esta razón.

¿En qué consiste su herramienta de tomografía de coherencia óptica?

Es un aparatito que inventamos, es como un láser, y se utiliza con la mano. El aparato escanea el cerebro, y la luz que proyecta de regreso la procesamos con unos algoritmos matemáticos y químicos que hemos inventado, y la ponemos en una pantalla tridimensional, y así miramos qué es cáncer [destacado en color rojo] y qué es tejido normal [en color verde]. De esa forma, en el quirófano tomamos la decisión de sacar o no una parte de tejido. La tecnología en sí implica mucha matemática, es compleja, pero el principio en sí es sencillo.

Al ser la tomografía de coherencia óptica una técnica usada para obtener imágenes de la retina, ¿cómo surgió la idea de adaptarla para la cirugía cerebral?

Hazte cuentas que comparas una lancha del hombre prehistórico con una lancha moderna. La tecnología que utilizan para poder mirar la retina es tecnología de hace varias décadas. Lo que hicimos es que la hipermodernizamos, utilizamos otro aparato diferente para que capture la luz y luego formamos nuevos algoritmos en las computadoras.

Es como un teléfono, un micrófono o un telégrafo con el que obtienes cierto tipo de información y el aparato la convierte en data que se puede interpretar. Lo que hemos inventado le llamamos en Estados Unidos un hacking code: ¡Descubrimos el código secreto, el cual nos permite mirar si determinado tejido es cáncer o no es cáncer! Antes de lograrlo, tuvimos que hacer todos los estudios para validar la hipótesis que teníamos, que era poder distinguir tejido canceroso de un tejido normal con el aparato. Tuvimos que estudiar el tejido de más de 32 pacientes que nos dieron permiso y que fueron sacados en el quirófano, así como tejidos de animales. Más de 100 ratones que fueron inyectados con tejidos cerebrales de nuestros propios pacientes.

Alfredo Quiñones-Hinojosa, neurocirujano; Carmen Kut, estudiante de doctorado de ingeniería biomédica; y Xingde Li, doctor en física y óptica biomédica. Expandir Imagen
Alfredo Quiñones-Hinojosa, neurocirujano; Carmen Kut, estudiante de doctorado de ingeniería biomédica; y Xingde Li, doctor en física y óptica biomédica. CORTESÍA/Johns Hopkins/Jordina Rincón-Torroella

¿De cuánto podría ser el éxito de la cirugía con este aparato?

Esta pregunta es un poco difícil de responder porque estamos empezando a hacer los estudios en seres humanos, pero tenemos una estimación. Por ejemplo, comparamos la habilidad que yo tengo para detectar el cáncer y diferenciarlo del tejido normal —tomando en cuenta que me especializo en eso y que en los últimos 10 años he realizado más de 2 mil 500 cirugías— con esta máquina. Encontramos que esta era mucho más precisa que yo. Una persona con una experiencia como la mía logra quitar cerca del 80% del promedio del tumor, lo cual es bueno; un cirujano que no tenga mucha experiencia, a lo mejor su promedio [de remoción] está entre el 50% y el 60% del tumor. Sin embargo, con este aparato interpretamos que un cirujano que no tenga tanta experiencia va a poder quitar más del 90% de este tumor.

¿Cuándo harán las pruebas en humanos?

Estamos obteniendo todos los permisos para hacerlo este verano, a finales de julio, para así empezar a hacer los primeros estudios en el quirófano con el cerebro humano. Tenemos todo listo, hemos obtenido el permiso del gobierno federal de Estados Unidos, y hemos diseñado todo para poder lograrlo.

¿Qué planes futuros tienen con la herramienta?

Si bien es cierto que esta tecnología la estamos utilizando para el cáncer cerebral primario, nuestro objetivo es que también se pueda utilizar en otros cánceres. Ya estamos haciendo estudios preliminares en cáncer de la mama, del pulmón y de la piel (...) Tenemos la idea de que este descubrimiento va a poder utilizarse en otras enfermedades de cáncer también.

 

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