Sistema combinado de espectroscopía para detectar cáncer de piel

Un equipo de ingenieros biomédicos ha diseñado un instrumento para el diagnóstico rápido del cáncer de piel que no depende del examen de muestras de biopsias.

El cáncer de piel es detectado actualmente examinando muestras de biopsias. Sin embargo, las estadísticas sugieren que por cada caso de cáncer de piel detectado, se realizan aproximadamente 25 biopsias negativas. Para corregir esta situación, investigadores de la Universidad de Texas, Austin (EUA) combinaron tres instrumentos avanzados de espectroscopía en una sola herramienta para examinar las lesiones de piel y detectar cambios en la forma en que los tejidos de la piel interactúan con la luz cuando la piel normal se vuelve cancerosa con núcleos celulares agrandados y desorganización de las capas más superiores de la piel.

El dispositivo de microscopía multimodal (MMS) caracteriza el microambiente tisular a través de cambios morfológicos observados mediante la DRS (espectroscopía de reflectancia difusa) y de información bioquímica mediante ER (espectroscopía Raman) y de LIFS (espectroscopía de fluorescencia inducida por láser)

La medición DRS es una función de la dispersión del tejido y de las propiedades de absorción que, a su vez, dependen de los cambios morfológicos del tejido. Por lo tanto, el análisis produce información sobre la fracción de tejido sanguíneo, la saturación de oxígeno, el coeficiente de dispersión del tejido, la morfología nuclear, y la estructura de colágeno. LIFS es bioquímicamente sensible, ya que interroga los fluoróforos endógenos tales como la nicotinamida adenina dinucleótido (NADH), la flavina adenina dinucleótido (FAD) y el colágeno. Sus niveles de fluorescencia cambian con la progresión del cáncer que se asocia con alteración en las vías metabólicas celulares (NADH, FAD) o una matriz de tejido estructural alterada (colágeno). La espectroscopia Raman utiliza el fenómeno de dispersión inelástica (la así llamada dispersión “Raman”) para detectar firmas espectrales de los biomarcadores importantes de la progresión de la enfermedad, incluyendo lípidos, proteínas y aminoácidos.

El equipo espectroscópico y el ordenador requeridos por el sistema se pueden colocar en un carro portátil y la sonda es de aproximadamente del tamaño de un estilógrafo. Cada lectura se puede hacer en unos 4,5 segundos.

“La piel es un órgano natural para aplicar dispositivos de imagen y espectroscopia debido a su fácil acceso”, dijo el autor principal, el Dr. James W. Tunnell, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad de Texas, Austin. La mayoría de los dispositivos han estado en fase de investigación durante los últimos 10, años más o menos, pero varios están ahora sometidos a desarrollo clínico. Esta sonda que es capaz de combinar las tres modalidades espectrales es el siguiente paso crítico para poder llevar la tecnología espectroscópica a la clínica”.

Una descripción detallada del dispositivo MMS fue publicada en la edición digital del 5 de agosto de 2014, de la revista Review of Scientific Instruments.

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University of Texas, Austin