Investigadores de EE.UU. han creado un dispositivo que se acopla a un teléfono inteligente y que es capaz de registrar imágenes microscópicas de la composición molecular de las células y los tejidos
MASSACHUSETTS GENERAL HOSPITAL CENTER FOR SYSTEMS BIOLOGO
Un dispositivo desarrollado por investigadores del Hospital General de Massachusetts
(EE.UU.), puede proporcionar un rápido y preciso diagnóstico molecular
de los tumores y otras enfermedades a las zonas que carecen de la última
tecnología médica. En un artículo que se publica en la edición temprana
de «The Proceedings of the National Academy of Sciences», los científicos describen un dispositivo basado en los smartphone que utiliza el tipo de tecnología empleada para hacer hologramas
con el fin de recoger imágenes microscópicas detalladas para el
análisis digital de la composición molecular de las células y los
tejidos.
«Los datos genómicos y biológicos emergentes para varios
tipos de cáncer, que pueden ser esenciales para la elección del
tratamiento más adecuado, apoyan la necesidad de estrategias de perfil
molecular que sean más accesibles a los proveedores, investigadores
clínicos y pacientes, y creemos que la plataforma que hemos desarrollado
ofrece características esenciales con un extraordinario bajo costo»,
subraya el coautor del informe César Castro.
El dispositivo, llamado sistema D3 (diagnóstico de
difracción digital), cuenta con un módulo de imagen con luz LED a pilas
en un smartphone estándar que registra datos de imágenes de alta
resolución con su cámara. Con un mayor campo de visión que la
microscopía tradicional, el sistema D3 es capaz de registrar datos sobre más de 100.000 células de una muestra de sangre o tejido en una sola imagen.
Muestra sangre
Los datos pueden ser transmitidos para su análisis a un
servidor de procesamiento gráfico remoto a través de un servicio seguro y
encriptado en la nube y los resultados se devuelven rápidamente al
punto de atención. Para el análisis molecular de los tumores, se
etiqueta una muestra de sangre o tejido con microperlas que se unen a
moléculas conocidas relacionadas con el cáncer y se cargan en el módulo
de formación de imágenes D3.
Después de que se toma la imagen y se transmiten los
datos al servidor, se detecta la presencia de moléculas específicas
mediante el análisis de los patrones de difracción generados por las
microperlas. El uso de perlas de distintos tamaños o recubiertas puede ofrecer huellas de difracción únicas para facilitar la detección.
Un algoritmo numérico desarrollado por el equipo para la plataforma D3
es capaz de distinguir las células de las perlas y analizar hasta 10 MB
de datos en menos de nueve centésimas de segundo.
Los datos son transmitidos para su análisis a un servidor de procesamiento gráfico remoto a través de un servicio seguro y encriptado en la nube
Una prueba piloto del sistema con líneas celulares de
cáncer detectó la presencia de proteínas tumorales con una exactitud
equivalente a la del actual estándar de oro para el perfilado molecular y
el campo de visión más amplio permitió el análisis simultáneo de más de
100.000 células a la vez. El equipo realizó análisis de muestras de biopsia de cuello uterino de 25 mujeres con citologías anormales -muestras
recogidas de las que se utilizan para el diagnóstico clínico- usando
microperlas etiquetadas con anticuerpos contra tres marcadores de cáncer
de cuello uterino.
Con base en el número de microesferas de anticuerpos
marcadas que se unen a las células, el análisis D3 clasificó con
prontitud y de manera fiable muestras de biopsia como de alto riesgo y
de bajo riesgo o benignas, con resultados que coinciden con los del
análisis patológico convencional. El análisis D3 de muestras de biopsia
de ganglio linfático con aguja fina fue capaz de diferenciar con
precisión a cuatro pacientes cuyo diagnóstico de linfoma fue confirmado
por patología convencional de otros cuatro con agrandamiento benigno de
los ganglios linfáticos. Junto con el análisis de proteínas, el sistema
se mejoró para detectar con éxito ADN, en este caso a partir de virus
del papiloma humano, con una gran sensibilidad. En estas pruebas piloto,
los resultados del ensayo de D3 estaban disponibles en menos de una
hora y a un costo de 1,8 dólares (1,7 euros) por cada ensayo, un precio
que se espera que disminuya con el perfeccionamiento del sistema.
Deteccción del cáncer
«Esperamos que la plataforma D3 mejore la amplitud y
profundidad de la detección del cáncer de una manera que es factible y
sostenible para los lugares con recursos limitados», dice Ralph
Weissleder.
«Al aprovechar el aumento de la penetración de la tecnología de telefonía móvil en todo el mundo, el sistema debe permitir un rápido triaje de casos sospechosos o de alto riesgo que
podría ayudar a compensar los retrasos causados por los servicios de
patología limitados en esas regiones y reducir la necesidad de que los
pacientes tengan que volver», añade.
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