El Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), la Universidad de California en Riverside (UCR), el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) y el Instituto de Investigaciones en Materiales de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) trabajan en conjunto en el desarrollo de nueva tecnología que podría revolucionar los tratamientos de lesiones cerebrales.
La innovación consiste en una cerámica transparente —compatible con el tejido humano— que se podrá implantar para ofrecer tratamientos terapéuticos basados en el uso de la luz, los cuales pueden ser aplicados en casos de tumores, embolias y traumatismos cerebrales.
En esta investigación científica binacional colaboran los doctores Guillermo Aguilar, Javier Garay, Lorenzo Mangolini, Masaru Rao, Huinan Liu y David Binder, por parte de la UCR; los doctores Santiago Camacho, del CICESE, Juan Hernández Cordero, del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM, y Rubén Ramos García, Julio Cesar Ramírez San Juan y Rosario Porras Aguilar, del INAOE, así como un grupo de estudiantes de posgrado de las instituciones participantes.
Rubén Ramos García.El doctor Rubén Ramos García, investigador de la Coordinación de Óptica del INAOE, refiere en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt que este proyecto fue financiado por la National Science Foundation (NSF) de Estados Unidos, que otorgó 3.6 millones de dólares a la contraparte mexicana, y el Conacyt, el cual aportó 17 millones de pesos al grupo mexicano.
El colaborador del INAOE explica que este proyecto consiste en el desarrollo de un implante craneal transparente compatible con el tejido humano que ofrezca tratamientos terapéuticos basados en el uso de la luz y que pueda monitorearse periódicamente.
El CICESE y la UCR desarrollaron el implante, mientras que la UNAM fabricará un dispositivo transparente con fibras que tienen la función de “inyectar luz”. Si el paciente tiene un tumor muy profundo, la fibra se insertará hasta alcanzarlo.
Según comenta el doctor Ramos García, la parte que corresponde al INAOE se encarga de la visualización del flujo sanguíneo y la terapia fotodinámica.
La terapia fotodinámica es un tratamiento que usa como medicamento un fotosensibilizador o sustancia fotosensibilizadora y un tipo particular de luz. Cuando los fotosensibilizadores son expuestos a una longitud de onda de luz específica, producen una forma de oxígeno que elimina las células cercanas.
Cada fotosensibilizador es activado por la luz de una longitud de onda específica. Esta longitud de onda determina qué tanto puede viajar la luz dentro del cuerpo. Por consiguiente, en la terapia fotodinámica los médicos usan fotosensibilizadores y longitudes de onda de luz específicas para tratar distintas áreas del cuerpo.
Terapia no invasiva
Equipo de trabajo del proyecto.Como primer paso en el uso de la terapia fotodinámica para el tratamiento del cáncer, se inyecta una sustancia fotosensibilizadora en el torrente sanguíneo. La sustancia es absorbida por células de todo el cuerpo, pero permanece por más tiempo en las células cancerosas que en las células normales.
“Aproximadamente de 24 a 72 horas después de la inyección, cuando la mayor parte de la sustancia ha salido de las células normales pero permanece en las células cancerosas, el tumor se expone a la luz”, explica el doctor Ramos García.
El fotosensibilizador en el tumor absorbe la luz y produce una forma activa de oxígeno que destruye las células cancerosas cercanas. Además de eliminar las células cancerosas directamente, la terapia fotodinámica reduce o destruye los tumores de dos maneras.
“El fotosensibilizador puede dañar los vasos sanguíneos del tumor, evitando de este modo que el cáncer reciba los nutrientes necesarios. La terapia fotodinámica puede también activar el sistema inmunitario para que ataque las células cancerosas”, puntualiza.
La terapia fotodinámica es un tratamiento no invasivo, en contraste con la quimioterapia, cuyo proceso es altamente invasivo y con efectos secundarios terribles, sobre todo en el cerebro, que podría ocasionar ceguera, parálisis o afectar funciones vitales.
El investigador del INAOE enfatiza que aunque este es un proyecto a largo plazo, este tipo de material podrá revolucionar los tratamientos de lesiones cerebrales, ya que esta cerámica será una capa muy delgada y transparente, lo que permitirá el acceso visual al tejido cerebral, convirtiéndolo en una excelente plataforma en el uso de la biomédica, tanto de diagnóstico como de tratamiento.
“Este es un esfuerzo interdisciplinario. Actualmente estamos conjuntando esfuerzos nacionales para hacer la Red Nacional de Biofotónica, donde participen físicos, biólogos, médicos, etcétera, que desarrollen aplicaciones médicas utilizando láser”, finaliza el doctor Ramos García.
INAOE
El Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica es un centro de investigación científica de prestigio internacional. Está ubicado en Santa María Tonantzintla, Puebla, y pertenece al Sistema de Centros Públicos de Investigación del Conacyt.
Sus objetivos principales son realizar investigación de frontera en astrofísica, óptica, electrónica y ciencias computacionales, formar recursos humanos de primer nivel en las citadas áreas e identificar y resolver algunos de los problemas científicos y tecnológicos más importantes en el país y en el mundo.
CICESE
El Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California, también pertenece al Sistema de Centros Públicos de Investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
Su misión es generar y transferir conocimiento científico, desarrollar tecnología para contribuir a la solución de problemas y formar recursos humanos a nivel de posgrado en ciencias biológicas, físicas y del mar, entre otras.
