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Investigadores de México y Estados Unidos desarrollan una "ventana al cerebro" para diagnóstico y tratamientos no invasivos

Santa María Tonantzintla, Puebla, a 10 de agosto. Investigadores de México y Estados Unidos se reúnen durante dos días en Tonantzintla para dar seguimiento a los avances del proyecto binacional Synthesis of Optical Materials for Bioapplications: Research, Education, Recruitment and Outreach (SOMBRERO), que pretende desarrollar una "ventana al cerebro" que sirva como una herramienta novedosa para estudiar padecimientos cerebrales.

            El proyecto, que comenzó en 2015, tendrá una duración de cinco años. Es cofinanciado por la National Science Foundation, de Estados Unidos, y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, de México, con una inversión que asciende a los seis millones de dólares aproximadamente. En el proyecto participan la Universidad de California en Riverside, el Centro de Investigación Científica y Educación Superior de Ensenada (CICESE), el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM.

La reunión fue inaugurada por el Dr. Leopoldo Altamirano Robles, Director General del INAOE. Foto: archivo INAOE.

            En entrevista, el Dr. Santiago Camacho López, investigador del CICESE y líder del proyecto por parte de nuestro país, comentó que la idea de SOMBRERO es desarrollar un implante craneal basado en un material óptico y biocompatible que permita a un neurocirujano hacer una inspección visual del tejido cerebral y diagnosticar y tratar una lesión cerebral a través de herramientas basadas en Óptica y en Fotónica.

El Dr. Santiago Camacho, del CICESE, es el líder de la parte mexicana. Foto: archivo INAOE.

            "Se trata de un método no invasivo que tiene varias ventajas con respecto a los métodos tradicionales de tratamiento de estas lesiones. El implante es transparente y puede quedarse de manera permanente en el cráneo, lo que evita la manipulación física del tejido cerebral, daños físicos e infecciones bacterianas que se pueden generar cuando se realiza una craneotomía", dijo el Dr. Camacho.

            Para lograrlo, añadió el investigador, se ha conformado un grupo multidisciplinario compuesto por nueve investigadores principales, seis en la Universidad de California en Riverside y tres en México, alrededor de los cuales hay estudiantes e investigadores posdoctorales involucrados. "Tenemos varias disciplinas: Ciencia de Materiales, Ingeniería Biomédica, Ingeniería Mecánica, Neurociencias y Óptica".

            Por lo que toca al trabajo del CICESE en el proyecto, el Dr. Camacho informó que en dicho centro realizan el procesamiento láser del implante craneal. "Esto quiere decir que aprovechamos las propiedades ópticas de transparencia del material para escribir lo que se conoce como guías de onda, es decir, conductos por donde la luz se puede propagar de una manera muy específica. Para lograr la optimización de la formación de estas guías de onda tenemos que trabajar de cerca con el grupo de Ciencias de Materiales que se encarga de la síntesis de este material".

            A su vez, el Dr. Guillermo Aguilar Mendoza, de la Universidad de California (UC) en Riverside, apuntó que esta Universidad fue la institución que gestó el proyecto en colaboración con el CICESE. En total, seis investigadores de la UC cinco en Riverside y uno en San Diego-- colaboran en el proyecto.

El Dr. Guillermo Aguilar Mendoza, de la Universidad de California Riverside, lidera la parte de Estados Unidos. Foto: archivo INAOE.

            "Particularmente en mi grupo tenemos que ver con varios aspectos del proyecto. Hacemos parte del trabajo de caracterización óptica, térmica y mecánica de los implantes. También llevamos a cabo parte del trabajo del procesado láser y estamos haciendo algunos de los estudios de biocompatibilidad tanto en modelos ex vivo como en modelos in vivo. Otros de los grupos que están en Riverside están trabajando ya sea en esas mismas direcciones o en otras direcciones complementarias", subrayó el Dr. Aguilar.         

            El científico de la UC Riverside notificó que ya cuentan con varios prototipos para el trabajo experimental, y que la expectativa es que para la conclusión del proyecto se hayan probado los prototipos en una serie de estudios. "Esto es para asegurarnos de que tienen la suficiente transparencia primero que nada, que pueden ser implantados en un procesos de duración larga en modelos in vivo, en animales, y que han sido bien caracterizados en los aspectos  mecánico, térmico, óptico, de manera que a la conclusión del proyecto estemos listos para proponer el comienzo de estudios clínicos en humanos".

            Por su parte, el Dr. Rubén Ramos García, investigador del INAOE, apuntó que la labor del INAOE en el proyecto es visualizar y monitorear el cerebro de manera no invasiva usando técnicas ópticas. "Ese trabajo es principalmente del Dr. Julio César Ramírez, quien puede monitorear cómo cambia el flujo en el cerebro como respuesta a alguna actividad. Esto se hace iluminando con un láser y tomando imagen con una cámara. Cuando la luz interacciona con el tejido y se refleja lleva información del mismo. La idea es decodificar esa información y extraerla. Otra cosa es ver qué tan profundamente se puede hacer esto porque usualmente ves vasos muy superficiales y debes ir  más allá. Además, la principal contribución de la Dra. Teresita Spezzia será combatir infecciones en el implante con terapia fotodinámica con un láser. A futuro queremos estudiar de manera no invasiva cómo funciona una neurona y tratar de entender un poco más el funcionamiento del cerebro".

            Finalmente, el Dr. Juan Hernández Cordero, investigador del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM, informó que su participación en el proyecto está relacionada con el desarrollo de dispositivos de fibra óptica y dispositivos fotónicos que puedan ser útiles en algún tratamiento de padecimientos cerebrales a través de la ventana al cerebro. A lo largo del año, agregó, en su laboratorio se ha avanzado en el desarrollo de microcalentadores de fibra óptica y sensores de temperatura pensados para tratamientos de hipertermia --técnica que se utiliza para tratar tumores cancerosos. Explicó que los microcalentaores son dispositivos de fibra óptica en cuya punta se deposita un material que absorbe la luz y genera calor. "Con esto se pueden calentar áreas muy pequeñitas en un tejido, por ejemplo".

            Para concluir, el Dr. Hernández Cordero indicó que la parte del proyecto que le ha resultado más interesante es la multidisciplinariedad, porque no sólo involucra a gente que trabaja en Fotónica, Materiales o Física, sino también de medicina. "Hay un neurocirujano en el equipo, es una retroalimentación muy buena para los que hacemos la parte de Física".

            Para mayor información sobre el proyecto se puede consultar la página http://wttb.cicese.mx