Científicos del Technion, la famosa universidad de Haifa, en el norte de Israel, desarrollaron un asombro avance tecnológico que podrá permitir a los investigadores médicos monitorear procesos moleculares con un sistema inspirado en los ojos de los insectos.
Los resultados de esta investigación pionera para el estudio de los procesos moleculares en las profundidades de los tejidos fueron publicados en la prestigiosa revista Advanced Materials.
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Según los voceros de la universidad, estos descubrimientos abren las puertas a nuevos avances clave en la medicina personalizada, el diagnóstico del cáncer y la detección temprana de enfermedades.
El método diseñado en el Technion permite el mapeo funcional y molecular de organoides, modelos tridimensionales basados en células que replican las características estructurales y funcionales de los tejidos naturales.
Los organoides desempeñan un papel fundamental en la investigación biomédica, ya que permiten a los científicos estudiar los estados de salud y enfermedad y evaluar los efectos de diversos tratamientos en órganos y tejidos.
Desplazando a los métodos caros y limitados
A pesar de su potencial, explicaron desde Haifa, los organoides se enfrentan a grandes retos tecnológicos, especialmente en el seguimiento de los procesos internos de los tejidos.
Los métodos actuales son caros y tienen varias limitaciones significativas. Algunos, como la secuenciación del ARN, destruyen el tejido, mientras que otros, como la microscopía confocal, son ciegos a los procesos de los tejidos más profundos.
El avance del Technion supera esas limitaciones con un enfoque de bajo costo, preciso y no invasivo que permite el monitoreo continuo de los cambios estructurales y moleculares dentro de los organoides.
Llamado tomografía química, el nuevo método proporciona información sobre la función de los tejidos mediante el análisis de compuestos orgánicos volátiles (VOCs, por la sigla en inglés de volatile organic compounds).
Esas moléculas están presentes en el aliento exhalado, la saliva, el sudor y otros fluidos corporales. El profesor Hossam Haick, uno de los líderes del estudio, es uno de los principales expertos mundiales en el uso de los VOCs para la detección temprana de enfermedades.
Durante esta nueva investigación, el monitoreo VOC permitió el mapeo molecular y funcional dinámico de un organoide de tejido mamario humano, revelando datos proteicos y genómicos clave asociados con la transformación de una mama sana tejido en tejido canceroso.
El sistema detecta los VOCs utilizando un conjunto de sensores basados en grafeno, y los datos recopilados se analizan a través de inteligencia artificial (IA) generativa.
Inspirados en la naturaleza
Según revelaron desde el Technion, la inspiración para esta tecnología proviene del ojo compuesto de insectos: una estructura formada por múltiples ojos pequeños que envían numerosas imágenes al cerebro del insecto para su análisis.
En el sistema creado por los científicos israelíes, los sensores de grafeno funcionan como el ojo compuesto, mientras que la IA actúa como el cerebro, procesando e interpretando los datos.
Con este método, los investigadores podrán realizar mapeos dinámicos en tiempo real de los organoides a un costo significativamente menor que las alternativas existentes, y sin dañar el tejido examinado.
Además, permite seguir la progresión del cáncer en diferentes etapas y obtener una comprensión más profunda de la biología de la enfermedad, entre otras muchas ventajas.
Inteligencia artificial + medicina
Más allá de las aplicaciones contra el cáncer, dijo Haick, el sistema «tiene el potencial de diagnosticar problemas en varios órganos, incluidos los riñones, el cerebro y el hígado«.
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También podría transmitir datos internos de salud en tiempo real a un sistema de monitoreo externo a través de una antena, «lo que permite un seguimiento continuo de la salud de los tejidos y alertas tempranas de enfermedades», añadió el investigador del Technion.
Se trata, completó, de «un gran avance en la integración de la inteligencia artificial en la medicina, particularmente en la atención médica personalizada».
