Un equipo internacional de científicos, incluidos grupos españoles del CSIC y el CNIO, ha desarrollado una innovadora herramienta experimental que permite analizar cambios moleculares en el cerebro de ratones de manera mínimamente invasiva. La técnica, conocida como linterna molecular, utiliza una sonda de luz ultrafina capaz de detectar alteraciones químicas relacionadas con tumores y lesiones cerebrales. Los resultados han sido publicados en la revista Nature Methods.
Qué es la linterna molecular
La linterna molecular es una sonda de menos de 1 mm de grosor con una punta de apenas una micra (mucho más fina que un cabello humano, que mide entre 30 y 50 micras). Esta tecnología emplea luz para analizar la composición química del tejido cerebral, permitiendo estudiar cambios moleculares en profundidad sin causar daño significativo.
Los investigadores destacan su potencial para detectar metástasis cerebrales con alta precisión y monitorizar alteraciones moleculares provocadas por lesiones traumáticas, como traumatismos craneoencefálicos.
Un avance en la investigación biomédica
La herramienta fue desarrollada por el consorcio europeo NanoBright, en el que participan dos grupos españoles: el Laboratorio de Circuitos Neuronales del Instituto Cajal del CSIC, liderado por Liset Menéndez de la Prida, y el Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO, dirigido por Manuel Valiente. Mientras que los equipos españoles trabajaron en los aspectos biomédicos, instituciones de Italia y Francia se encargaron de diseñar la instrumentación.
El uso de luz para explorar el cerebro no es nuevo, pero esta tecnología marca un cambio de paradigma. A diferencia de métodos como la optogenética, que requiere alterar genéticamente las neuronas para hacerlas sensibles a la luz, la linterna molecular permite estudiar el cerebro en su estado natural, lo que abre nuevas posibilidades en la investigación biomédica.
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Cómo funciona: la espectroscopía vibracional
El principio detrás de esta tecnología es la espectroscopía vibracional, basada en el efecto Raman. Este fenómeno ocurre cuando la luz interactúa con las moléculas, generando un espectro único que revela su composición química. Según Liset Menéndez de la Prida, esta técnica permite identificar firmas moleculares específicas que informan sobre los cambios en el tejido cerebral.
Por ejemplo, en pacientes con tumores, esta herramienta podría analizar si quedan células cancerígenas tras una cirugía. Sin embargo, su diseño ultrafino ahora permite un uso mucho más preciso y menos invasivo en modelos animales.
Aplicaciones en oncología y neurología
Los investigadores del CNIO buscan determinar si la información proporcionada por la sonda puede diferenciar diversos tipos de tumores cerebrales y metástasis según sus perfiles mutacionales y su origen primario. Esto podría mejorar significativamente la precisión en el diagnóstico y tratamiento del cáncer cerebral.
Por otro lado, el equipo del Instituto Cajal ha utilizado la tecnología para estudiar regiones cerebrales asociadas a crisis epilépticas tras traumatismos. Han identificado diferentes perfiles moleculares que podrían ayudar a distinguir entre lesiones causadas por tumores o traumatismos, sentando las bases para desarrollar herramientas de diagnóstico más avanzadas.
Inteligencia artificial para mejorar los diagnósticos
La integración de la espectroscopía vibracional con técnicas computacionales avanzadas, como la inteligencia artificial, permite analizar grandes volúmenes de datos y encontrar patrones específicos en los tejidos cerebrales. Esto facilita la identificación de marcadores diagnósticos altamente precisos y abre la puerta a nuevas aplicaciones biomédicas.
Según Menéndez de la Prida, esta combinación de tecnologías podría revolucionar la neurotecnología, permitiendo desarrollar tratamientos más efectivos para diversas patologías neurológicas y oncológicas.
Futuro prometedor
Aunque la linterna molecular aún está en fase experimental y no está lista para su uso en pacientes, sus prometedores resultados en modelos animales la posicionan como una herramienta clave para avanzar en la investigación del cáncer cerebral y otras enfermedades neurológicas. Su capacidad para analizar el cerebro sin alterarlo previamente podría transformar la manera en que se estudian y diagnostican estas patologías en el futuro.
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