MADRID, 5 Nov. (EUROPA PRESS) -
Físicos de la Universidad de Utah Valley, en Estados Unidos, están aplicando literalmente la ciencia de cohetes en el campo del diagnóstico médico. Con algunos cambios claves, los investigadores utilizaron una técnica no invasiva ultrasónica desarrollada originalmente para detectar defectos microscópicos en cohetes de combustible sólido, como propulsores de transbordadores espaciales, para detectar con éxito los cambios de rigidez celular asociados con ciertos tipos de cáncer y otras enfermedades.
Uno de los científicos del equipo, Brian Patchett, asistente de investigación y profesor en el Departamento de Física de la Universidad de Utah Valley, describirá el método, que utiliza ondas sonoras para manipular y monitorizar las células, durante la Reunión de 2015 de la Sociedad Acústica de América, que se desde el lunes hasta este viernes, en Jacksonville, Florida, Estados Unidos.
El método combina una onda ultrasónica de baja frecuencia para elevar las células y confinarlas a una sola capa dentro de un fluido y una onda ultrasónica de alta frecuencia para medir la rigidez de la célula.
"Una onda acústica es una onda de presión, por lo que viaja como una onda de alta y baja presión. Al atrapar una onda de sonido entre un transductor --como un orador-- y una superficie reflectante, podemos crear una 'onda estacionaria' en el espacio de enmedio", explica Patchett. "Esta onda estacionaria tiene capas estacionarias de alta y baja presión, también conocidas como 'antinodos', y áreas, los 'nodos', donde la presión sigue siendo la misma", añade.
Esta onda estacionaria permitió al equipo elevar acústicamente las células y aislarlas en forma similar a su estado natural, como lo estarían dentro del tejido humano o el torrente sanguíneo. Trabajos anteriores en este ámbito se basaron en hacer crecer cultivos celulares en una placa de Petri, que tiende a deformar la estructura, además de crear todo tipo de interferencia, según Patchett.
La importancia de la labor de este equipo es que se centra en un método inexplorado de medición de las propiedades de las células y cómo cambian durante el proceso de desarrollo del cáncer y las enfermedades. "La rigidez de la célula es el principal cambio detectado con nuestro ultrasonido de alta frecuencia; revela información detallada sobre la estructura interna de la célula y cómo cambia en ciertas enfermedades", subraya Patchett.
Este método también puede ayudar a distinguir entre los diferentes tipos de cáncer, como el cáncer agresivo de mama frente a formas menos agresivas. "Al aislar las células en una monocapa de fluido a través de la levitación acústica, estamos proporcionando un mejor método para la detección de la rigidez célula --señala Patchett--. Este método puede emplearse para explorar el aspecto de las células que cambian en la enfermedad de Alzheimer, la metástasis del cáncer o durante la aparición de respuestas autoinmunes para entender mejor estos trastornos y dar una idea de los posibles métodos de tratamiento".
Una de las principales conclusiones de estos expertos es que mediante la manipulación de la forma de la onda que usaron para la levitación de una manera específica, es posible crear capas más precisas, bien definidas, como apunta Patchett.
Tomando prestado el trabajo previo de cultivo celular realizado por su equipo, el método de ultrasonido de alta frecuencia detecta cambios en la rigidez de las células con alta precisión, según los autores. "Al aislar las células en una monocapa elevada, esperamos ver estos cambios con mayor claridad de manera que podamos entender mejor lo que está sucediendo dentro de la célula y por qué", añade.
"Es un método de investigación realmente fantástico para explorar trastornos autoinmunes", señala Timoteo Doyle, científico principal del proyecto y profesor asistente de Física en la Universidad de Utah Valley. En cuanto a otras aplicaciones, el método puede emplearse en clínicas, hospitales y centros de cirugía como una forma de detectar y caracterizar de inmediato el cáncer u otras enfermedades.
"Nuestro método identifica los tipos agresivos de cáncer de mama, por ejemplo, en la sala de operaciones --apunta Patchett--. Más rápido que los métodos actuales de diagnóstico, permitirá a los médicos asegurar evaluaciones rápidas y planes de tratamiento más eficaces para los pacientes". En un futuro próximo, el equipo planea aplicar su método a una amplia gama de materiales biológicos, incluyendo las células blancas de la sangre que experimentan activación, la cual es parte de la respuesta inmune a una enfermedad.
