Técnica de imágenes inspirada en alas de mariposa permite diagnóstico rápido del cáncer

La fibrosis, que se refiere a la acumulación de tejido fibroso, es una característica importante de varias enfermedades, incluidas las enfermedades neurodegenerativas, las enfermedades cardíacas y el cáncer. En oncología, determinar el grado de fibrosis en una biopsia puede ayudar a evaluar si un cáncer se encuentra en sus etapas iniciales o avanzadas. Sin embargo, distinguir entre estas etapas utilizando los métodos clínicos actuales es un desafío importante. Estos métodos generalmente implican la tinción de tejidos para resaltar las estructuras clave en una biopsia de tumor, pero los resultados pueden ser subjetivos: las interpretaciones pueden variar entre patólogos. Si bien las técnicas de diagnóstico por imágenes más avanzadas pueden brindar información más detallada, a menudo requieren un equipo especializado y costoso que no está disponible en muchas clínicas. Ahora, los investigadores han descubierto un aliado inesperado en el esfuerzo por hacer que el diagnóstico del cáncer sea más rápido, más preciso y más accesible en todo el mundo: la mariposa Morpho.

Famosa por sus vibrantes alas azules, la brillantez de la mariposa Morpho no se debe a pigmentos sino a estructuras microscópicas que manipulan la luz. Investigadores de la Universidad de California en San Diego (La Jolla, CA, EUA) están utilizando estas mismas microestructuras para obtener información detallada sobre la composición fibrosa de muestras de biopsia de cáncer, sin necesidad de tinciones químicas o costosos sistemas de imágenes. En un estudio publicado en Advanced Materials, el equipo demostró que al colocar una muestra de biopsia sobre el ala de una mariposa Morpho y observarla con un microscopio estándar, podían determinar si la estructura del tumor sugiere un cáncer en etapa temprana o tardía, sin depender de tinciones o costosos dispositivos de imágenes. Las micro y nanoestructuras del ala interactúan fuertemente con la luz polarizada, un tipo de luz que se mueve en una dirección específica. Las fibras de colágeno, que son un componente vital del tejido fibrótico, también responden a la luz polarizada, aunque sus señales son débiles. Al colocar una muestra de biopsia sobre una sección del ala de una mariposa Morpho, los investigadores amplificaron estas señales débiles, lo que facilitó el examen de la densidad y la disposición de las fibras de colágeno.

Las señales amplificadas pueden interpretarse para cuantificar la densidad y la organización de las fibras de colágeno en la muestra. Para lograrlo, los investigadores desarrollaron un modelo matemático basado en el cálculo de Jones, una técnica utilizada para analizar la luz polarizada. El modelo correlaciona la intensidad de la luz con la densidad y la estructura de las fibras de colágeno, lo que proporciona un indicador medible de fibrosis en el tejido. Los investigadores aplicaron este método para analizar muestras de biopsia de cáncer de mama humano con y sin colágeno. Sus hallazgos fueron comparables a las técnicas de tinción convencionales y a un método de imagen avanzado de alto costo. Es importante destacar que esta técnica se puede realizar con microscopios ópticos estándar que ya están disponibles en la mayoría de las clínicas. Además, es más objetiva y cuantitativa que los métodos existentes. Aunque este estudio se centró en el cáncer de mama, los investigadores creen que este enfoque también podría extenderse a otras enfermedades fibróticas.

“Básicamente, estamos tratando de ampliar estos procedimientos con una alternativa sin tinciones que no requiere nada más que un microscopio óptico estándar y un trozo de un ala de Morpho”, dijo Paula Kirya, estudiante de posgrado en ingeniería mecánica en la UC San Diego y primera autora del estudio. “En muchas partes del mundo, la detección temprana del cáncer es un desafío debido a las limitaciones de recursos. Si podemos proporcionar una herramienta más sencilla y accesible, podemos ayudar a que más pacientes sean diagnosticados antes de que sus cánceres alcancen etapas agresivas”.

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