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Un sistema de imágenes portátil ayuda a los cirujanos a distinguir entre el tejido sano y el canceroso durante la extirpación de un tumor
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Las investigaciones han demostrado que los tratamientos quirúrgicos contra el cáncer suelen tener más éxito si los cirujanos extirpan no sólo el tumor sino también una capa de tejido sano que lo rodea por completo. Sin embargo, esto puede ser difícil porque es difícil precisar los márgenes entre el final del tumor y el comienzo del tejido sano. Además, el grosor óptimo de la capa sana depende del tipo de tumor y de su ubicación
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Los investigadores han desarrollado un sistema de imagen sencillo y de bajo coste que utiliza moléculas fluorescentes dirigidas a los tumores para determinar la profundidad de las células tumorales en el cuerpo. Este sistema portátil podría ayudar a los cirujanos a distinguir entre el tejido sano y el canceroso con mayor precisión a la hora de extirpar un tumor.
Los médicos pueden utilizar moléculas fluorescentes durante la resección del tumor para que las células cancerosas se iluminen y el cirujano pueda ver si queda algún tejido canceroso. Sin embargo, el equipo necesario para esta técnica no es muy accesible y no suele proporcionar información cuantitativa sobre la profundidad del tejido a la que residen las células cancerosas. El sistema portátil y fácil de usar desarrollado por los investigadores de la Universidad de Washington en San Luis (WUSTL, St. Louis, MI, EE.UU.) proporcionaría a los cirujanos acceso a información sobre la profundidad para ayudarles a extirpar una capa completa de tejido sano alrededor del tumor, lo que se ha demostrado que proporciona los mejores resultados posibles para los pacientes.
El equipo de investigación desarrolló el nuevo instrumento basándose en la aplicación de un único colorante fluorescente durante la resección del tumor, que luego puede ser excitado por dos longitudes de onda diferentes del infrarrojo cercano (NIR) que penetran a diferentes profundidades en el tejido. La fluorescencia NIR emitida puede visualizarse a través del tejido, lo que permite detectar las células cancerosas entre 1 y 2 centímetros por debajo de la superficie. La fluorescencia de excitación de doble longitud de onda utiliza el hecho de que diferentes colores, o longitudes de onda, de la luz viajan diferentes distancias dentro del tejido. Al iluminar las moléculas fluorescentes dirigidas al tumor con diferentes longitudes de onda de luz y comparar sus respuestas, es posible predecir a qué profundidad se encuentran los agentes dirigidos al tumor dentro del tejido.
El nuevo sistema de obtención de imágenes fluorescentes utiliza LEDs de 730 nm y 780 nm para proporcionar las dos longitudes de onda de la luz de excitación y una cámara CMOS monocromática para detectar la fluorescencia resultante. También se incorporó un LED de 850 nm para crear una imagen de campo claro que permite correlacionar las imágenes de fluorescencia con la vista del tejido en el mundo real. Los investigadores decidieron utilizar un agente experimental llamado LS301, que puede administrarse durante la resección del tumor, como sonda infrarroja dirigida al cáncer porque su amplio espectro de excitación evita la necesidad de utilizar más de un fluoróforo, lo que habría hecho más compleja la aplicación clínica. El LS301 se está sometiendo actualmente a ensayos clínicos en pacientes con cáncer de mama.
Tras probar el sistema en materiales sintéticos estratificados y en rodajas de pollo, los investigadores evaluaron su capacidad para predecir la profundidad de un tumor de mama cultivado en ratones. Para ello, inyectaron a los ratones el LS301 y luego les tomaron imágenes con el sistema. La captación de las imágenes necesarias duró 5 minutos. Los cálculos basados en estas imágenes se correlacionaron bien con la profundidad real del tumor, mostrando un error medio de sólo 0,34 mm, lo que probablemente sea aceptable para el uso clínico. Los investigadores están trabajando ahora para que el sistema sea aún más útil para la orientación quirúrgica, acelerando el procesamiento de los datos y añadiendo automatización al sistema para que pueda escanear toda la superficie del tejido.
"Los pocos sistemas comerciales que proporcionan información cuantitativa sobre la profundidad son grandes y caros, lo que limita su uso fuera de los grandes centros médicos", explica la directora del equipo de investigación, Christine M. O'Brien, del laboratorio de Samuel Achilefu en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis. "Nuestro grupo se basó en trabajos anteriores en este campo para desarrollar un sistema sencillo y de bajo coste que puede determinar rápidamente la profundidad de las células tumorales utilizando sondas fluorescentes en el infrarrojo cercano (NIR)"
"Sistemas como éste podrían utilizarse en el futuro para mejorar los resultados quirúrgicos de los pacientes sometidos a la extirpación de tumores", añadió O'Brien. "También evitaría la necesidad de esperar a los resultados de la patología para confirmar si las células cancerosas siguen presentes tras la extirpación del tumor"
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WUSTL