Una imagen de tejido canceroso preparada con el método UV-PAM. Los resultados son muy similares a los producidos con el método H&E, pero están listos mucho más rápido. Crédito: Caltech
De las muchas formas de tratar el cáncer, la más antigua, y quizás la más probada y verdadera, es la cirugía. Incluso con el advenimiento de la quimioterapia, la radioterapia y tratamientos más experimentales como las bacterias que buscan y destruyen las células cancerosas, los cánceres, muy a menudo, simplemente necesitan ser eliminados del cuerpo del paciente.
El objetivo es eliminar todo el tejido canceroso y preservar la mayor cantidad posible del material sano circundante. Pero debido a que puede ser difícil trazar una línea clara entre los tejidos cancerosos y los sanos, los cirujanos suelen pecar de precavidos y extirpar el tejido sano para asegurarse de haber extraído todo el tejido canceroso.
Esto es especialmente problemático cuando un paciente sufre de un cáncer que afecta a los huesos; Los huesos presentan desafíos únicos durante la cirugía debido a su dureza en comparación con otros tejidos y porque vuelven a crecer mucho más lentamente que otros tipos de tejido.
«Es muy difícil hacer crecer hueso, así que si cortas hueso, básicamente lo pierdes», dice Lihong Wang, profesor de Ingeniería Médica e Ingeniería Eléctrica de Bren.
Una nueva tecnología de imágenes de diagnóstico desarrollada por investigadores de Caltech ofrece a los cirujanos la capacidad de hacer cortes 10 veces más precisos, lo que les permite preservar hasta 1000 veces más tejido sano y facilitar la recuperación de los pacientes.
Los métodos tradicionales utilizados para determinar si un trozo de hueso contiene células cancerosas requieren mucho tiempo. El trozo de hueso se extrae y se envía a un laboratorio donde su matriz de calcio duro se disuelve lentamente, dejando solo las células vivas. A continuación, se corta el material restante y se toman imágenes. Debido a que el proceso puede demorar entre uno y siete días en completarse, los cirujanos no pueden confiar en él durante la cirugía para determinar la salud del hueso alrededor y cerca de un tumor, por lo que eliminarán incluso más de lo necesario, y más de lo que lo harían en tejidos más blandos que se pueden biopsiar rápidamente.
La nueva tecnología de imágenes, llamada microscopía fotoacústica ultravioleta de exploración de contornos 3D en tiempo real, o UV-PAM, está destinada a reemplazar el método tradicional de identificación de tejido óseo canceroso. Debido a que el proceso toma solo unos minutos, brinda al cirujano la capacidad de diferenciar el hueso sano del hueso canceroso mientras opera.
Una imagen de tejido canceroso preparada con el método tradicional de tinción con hematoxilina y eosina (H&E). Crédito: Caltech
Al igual que otras tecnologías de imágenes fotoacústicas desarrolladas por Wang, UV-PAM funciona mediante el uso de luz láser para hacer que vibren las moléculas en el tejido vivo. Esas vibraciones ocurren en frecuencias ultrasónicas y se pueden usar para obtener imágenes de tejidos y órganos de la misma manera que el ultrasonido se usa para obtener imágenes de un feto en desarrollo.
UV-PAM utiliza longitudes de onda ultravioleta de luz láser sintonizadas para hacer que las moléculas de ADN y ARN vibren. Debido a que las células cancerosas están estructuradas de manera diferente, se empaquetan más densamente y contienen mucho más ADN que las células sanas, un área de tejido canceroso absorberá más luz ultravioleta y, por lo tanto, proporcionará una señal ultrasónica más fuerte que el tejido sano, haciendo posible que el cirujano para identificar claramente las áreas de hueso que necesitan ser removidas.
«Podemos proporcionar resultados en 11 minutos, para que sepan exactamente dónde cortar», dice Wang.
La tecnología proporciona a los médicos una imagen del hueso que han escaneado que está formateada para parecerse a las imágenes que se crean a través de técnicas de biopsia tradicionales.
«Simplemente presentamos imágenes a los patólogos», dice Wang. «Usan el mismo patrón de reconocimiento en su propio cerebro para determinar qué es canceroso y qué es saludable. Ese es su entrenamiento».
En este momento, la tecnología solo se está demostrando en un entorno de laboratorio. Wang dice que espera llevarlo al mundo real donde se puede usar en pacientes, pero primero planea hacer algunas mejoras.
«Nos gustaría darle una resolución espacial aún más fina y una mayor velocidad de imagen para que podamos ver algunos de los detalles dentro del núcleo de la célula más rápidamente», dice. «¿Podemos ir más allá de la patología estándar? Estamos trabajando en eso».
El artículo que describe UV-PAM aparece en Naturaleza Ingeniería Biomédica.
La innovación de resonancia magnética hace que el tejido canceroso se ilumine y sea más fácil de ver
Rui Cao et al, Histología intraoperatoria sin etiquetas del tejido óseo a través de microscopía fotoacústica ultravioleta asistida por aprendizaje profundo, Naturaleza Ingeniería Biomédica (2022). DOI: 10.1038/s41551-022-00940-z
Citación: La luz láser ofrece una nueva herramienta para el tratamiento del cáncer de huesos (19 de septiembre de 2022) recuperado el 19 de septiembre de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-09-laser-tool-bone-cancer.html
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