Técnica de imagenología transforma procedimientos de biopsias de ganglios linfáticos

Por primera vez, Lihong Wang, Ph.D., Gene K. Beare, un profesor en el departamento de ingeniería biomédica, y radiología, y Younan Xia, Ph.D., James M. McKelvey, un profesor de ingeniería biomédica, y química de Artes & Ciencias, de la Universidad de Washington en St. Louis (MO, EUA), han usado nano-cajas de oro para "mapear” los ganglios linfáticos centinelas (SLNs) en una rata de manera no invasiva usando PAT. El laboratorio del Dr. Wang es el laboratorio más grande del mundo, acreditado con la invención de la microscopía fotoacústica super-profunda, y el laboratorio del Dr. Xia inventó las nano-cajas de oro.

Su estudio, apoyado por los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (Bethesda, MD, EUA), puede minimizar los procedimientos quirúrgicos invasivos de biopsia de los ganglios linfáticos para determinar si el cáncer de seno ha hecho metástasis y reducir la exposición del paciente a la radiación. Las nano-cajas también tienen el potencial de servir como una alternativa a la quimioterapia, destruir los cánceres escogidos, calentándolos. La investigación fue publicada en la edición en-línea de Enero de 2009 de la revista Nanoletters.

La PAT combina la imagenología óptica y ultrasónica para producir imágenes del cuerpo de alta resolución que contengan información acerca de la fisiología o la función tisular. Las moléculas ya presentes en el cuerpo (moléculas endógenas), como melanina, hemoglobina, o lípidos, pueden ser usadas como agentes de contraste endógenos para la imagenología. Cuando la luz está brillando sobre el tejido, el agente de contraste absorbe la luz, la convierte en calor, y se expande. Esta expansión es detectada como sonido y decodificada en una imagen.

"Usando la imagenología óptica pura, es difícil mirar los tejidos profundos con resolución alta porque la luz se dispersa. Los fotones útiles se agotan en un milímetro”, explicó el Dr. Wang. "PAT mejora la transparencia del tejido en dos a tres órdenes de magnitud porque el sonido se dispersa menos que la luz. Esto nos permite ver a través del tejido escuchando el sonido”.

Los agentes de contraste exógenos (encontrados fuera del cuerpo), como las nano-cajas de oro desarrolladas por el grupo del Dr. Xia, pueden ser usados para visualizar las partes del cuerpo que aún contienen agentes de contraste endógenos. Esas nano-cajas son particularmente atractivas porque sus propiedades pueden ser adaptadas para dar un contraste óptimo y el oro no es tóxico. "Controlando la síntesis, podemos mover el pico de absorción de las nano-cajas hasta una región que les permita ser visualizadas en el tejido profundo. Podemos también unir biomoléculas a la superficie de las nano-cajas de modo que sean dirigidas a las células cancerosas”, dijo el Dr. Xia.

El SLN, el primer ganglio drenando, con frecuencia es biopsiado en las pacientes con cáncer de seno para determinar si el cáncer ha hecho metástasis. "Para encontrar el SLN, los médicos inyectan partículas radioactivas y un colorante azul en el seno. El sistema linfático engloba el material inyectado, tratándolo como una materia extraña y acumulándolo en el SLN. Las partículas radioactivas pueden ser detectadas usando un contador Geiger sostenido en el seno para localizar los ganglios linfáticos. Entonces, los médicos abren quirúrgicamente el seno, siguen el colorante azul, y disecan el SLN”, dijo el Dr. Wang.

La técnica permite que el SLN sea visualizado de manera segura sin radioactividad o cirugía. Un pedazo de tejido puede ser removido luego usando una biopsia de aguja mínimamente invasiva y analizado en busca de cáncer. "Convertiremos un procedimiento quirúrgico en una biopsia de aguja mínimamente invasiva”, dijo el Dr. Wang.

En el futuro, los investigadores esperan unir moléculas a las moléculas de las nano-cajas de oro que se unirán selectivamente a las células cancerosas, haciendo un "agente de contraste inteligente”. Luego, las nano-cajas solamente serán detectadas donde el cáncer está presente, eliminando la necesidad de una biopsia de aguja.

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Washington University in St. Louis