‘Visión de mariposa’ para una cirugía del cáncer más precisa y eficaz

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A día de hoy, la inmensa mayoría de pacientes a los que se les diagnostica un cáncer de órgano sólido deben pasar por el quirófano. No en vano, la cirugía suele, frente a la radioterapia y la quimioterapia, ofrecer las mejores posibilidades para eliminar el mayor volumen tumoral posible. Y si se puede extirpar todo el tumor, mejor que mejor. Sin embargo, esta cirugía no resulta nada fácil. Y es que el ojo humano no es lo suficientemente agudo para detectar todas las células cancerígenas y diferenciarlas de las sanas circundantes. De ahí que deba recurrirse a dispositivos muy complejos y costosos para identificar las células tumorales –y solo las tumorales–. Lo cual no se encuentra al alcance de muchos hospitales. Sin embargo, la solución parece encontrarse, una vez más en la Naturaleza. Y es que investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EE.UU.) han diseñado una cámara que, al reproducir con exactitud la visión que tienen las mariposas –concretamente, de las mariposas del género ‘Morpho’–, permite a los cirujanos una extirpación tan precisa como total de las masas tumorales sin tener que tocar los tejidos sanos.

Como explica Viktor Gruev, director de esta investigación publicada en la revista «Optica», «al fijarnos en la forma en la que la Naturaleza ha diseñado los sistemas visuales de los insectos, podemos abordar algunos de los principales problemas que presenta la cirugía del cáncer en la actualidad y asegurarnos de que no nos dejamos ninguna célula cancerígena durante la intervención. Esta tecnología es más sensible, más precisa, mucho más pequeña y más barata que los instrumentos ya aprobados por las agencias regulatorias para detectar estas señales».

Visión de mariposa
El ojo humano, incluido el de los cirujanos, no es lo suficientemente ‘agudo’ como para detectar todas las células cancerígenas que forman parte de un tumor. Es más; dada la falta de ‘precisión ocular’ a la hora de diferenciar las células malignas de las sanas, siempre existe el riesgo de que durante la intervención no solo se extirpe la masa tumoral, sino también una parte –aun mínima– del tejido sano que rodea al cáncer. Por ello, los grandes hospitales y los centros oncológicos suelen emplear agentes fluorescentes que se unen a los tumores para facilitar su visualización por los cirujanos. Sin embargo, la luz que emiten estos agentes se encuentra en una longitud de onda cercana al infrarrojo, por lo que no es visible a simple vista. De ahí que se requiera el uso de dispositivos que permitan su visualización. Lo cual supone un problema: los dispositivos son muy caros, por lo que no son asequibles para muchos hospitales; son demasiado ‘voluminosos’, por lo que son muy difíciles de manejar en un quirófano; y requieren que las luces del quirófano se atenúen para que las señales fluorescentes puedan ser detectadas –pero con una luz de tan baja intensidad, los cirujanos tienen problemas para ver lo que hacen.

Como apunta Missael García, co-autor de la investigación, «el 95% de los hospitales estadounidenses cuentan con quirófanos ‘pequeños’. Así que no importa lo buena que sea la tecnología si es demasiado grande y no entra en el quirófano. Durante la operación hay mucho movimiento, por lo que tener que trasladar un instrumento tan grande como una mesa no puede funcionar».

La nueva cámara permite a los cirujanos la extirpación de todas y cada una de las células cancerígenas

Entonces, ¿qué se puede hacer para que los cirujanos tengan una visión nítida y precisa del tumor? Pues recurrir a la Naturaleza. Y en este caso concreto, a los ojos de la mariposa Morpho, que contiene nanoestructuras que permiten la visión en múltiples espectros, incluido el infrarrojo. Así que lo que han hecho los autores es diseñar una cámara con las mismas nanoestructuras para que pueda registrar los colores ‘visibles’ y las señales infrarrojas sin tener que bajar las luces de la sala de operaciones. Y esta nueva cámara, ¿dónde se colocaría? Pues en unas gafas que portarían los cirujanos durante la operación.

Como apunta Viktor Gruev, «el cirujano se pone unas gafas que llevan integradas nuestra cámara con la tecnología inspirada en la Naturaleza. Y gracias a estas gafas, no solo se protegerá los ojos, sino que recibirá la información fluorescente siempre que quiera. Además, las gafas son increíblemente baratas. Podemos prever que costarán unos 200 dólares estadounidenses, mientras que el instrumento más barato aprobado por las agencias reguladoras cuesta en torno a los 20.000 dólares».

En definitiva, las gafas con la cámara de ‘visión de mariposa’ son pequeñas, ‘bonitas’ y baratas. Pero la pregunta más importante es: ¿funcionan?

Más allá de la superficie
En el estudio, los autores utilizaron la cámara tanto en humanos como en modelos animales –ratones–. Y de acuerdo con los resultados, la cámara fue capaz de localizar los tumores de cáncer de mama en ratones mediante el uso de colorantes fluorescentes cercanos al infrarrojo que se unían específicamente a las células cancerígenas. Es más; dado que la cámara puede captar las señales bajo la superficie del tejido, los cirujanos pudieron localizar los tumores a través de la piel. Como refiere Missael García, «podemos planificar la incisión antes de realizarla e identificar los potenciales puntos de interés para minimizar las incisiones».

Por su parte, el estudio con humanos tuvo por objeto localizar los ganglios linfáticos centinela en pacientes con cáncer de mama. Y para ello, los autores utilizaron un colorante verde que también emite señales infrarrojas. ¿Y qué pasó? Pues que las señales infrarrojas facilitaron, y mucho, la detección de los ganglios afectados por los cirujanos. De hecho, la cámara posibilitó la identificación en dos pacientes de ganglios cancerosos que no podían ser detectados a simple vista.

Como concluye Viktor Gruev, «nuestra tecnología es mucho más rápida porque, entre otras ventajas, ofrece unas imágenes más profundas en el tejido. Cuando uno busca el colorante verde, en ocasiones se requiere más tiempo porque los ganglios se encuentran bajo la superficie. Pero con la fluorescencia, uno puede mirar a través de la piel o del tejido e identificarlos mucho más rápido».