Un bisturí «inteligente» para combatir el cáncer, la delincuencia y la contaminación

El instrumento, que los investigadores han llamado «iKnife», cuenta con un espectrómetro de masas para analizar el «humo» emitido por un bisturí al practicar incisiones valiéndose de corriente eléctrica de alta frecuencia. A partir de esto, los cirujanos reciben información en tiempo real acerca de si el tejido que están cortando es canceroso o sano.

El proyecto del Dr. Takáts, «DESI - JEDI imaging», ya ha realizado una prueba satisfactoria de esta tecnología, según publicaron sus responsables en la revista Science of Translational Medicine, que atrajo una gran cantidad de atención de los medios de comunicación. En el marco del estudio, el equipo del proyecto construyó una base de datos de firmas correspondientes a diferentes tipos de cáncer (entre ellos de cerebro, de mama, de pulmón y de colon) tomando muestras de tejido de más de trescientos pacientes. A continuación, el iKnife se utilizó en ochenta intervenciones quirúrgicas, y en todos los casos sus resultados en tiempo real coincidieron con el análisis convencional de los tejidos llevado a cabo después de cada operación.

«No esperábamos llegar tan lejos en el proyecto cuando presentamos la propuesta original en 2007», reconoce el Dr. Takáts. «Pero en las seis semanas trascurridas desde que se publicara nuestro trabajo, hemos completado los experimentos clínicos y demostrado que esta tecnología está lista para su aplicación, por lo que ahora estamos próximos a iniciar los ensayos clínicos oficiales con miras a su aprobación conforme a la normativa».

Un avance pionero y hermoso

Los espectrómetros de masa miden la relación masa-carga de partículas ionizadas (cargadas) haciéndolas pasar a través de campos eléctricos o magnéticos. En ciencia se utilizan para analizar la composición química y la estructura de muestras.

Este hito tecnológico del Dr. Takáts surgió cuando se dio cuenta de que las nuevas técnicas quirúrgicas (como la ecografía, la cirugía láser y la electrocirugía) producen partículas cargadas de tejido ideales como material de entrada a un espectrómetro de masas. Su primer experimento (muy sencillo, empleando un hígado de cerdo e instrumentos quirúrgicos comunes) funcionó muy bien, pues arrojó resultados mucho mejores de los esperados.

«De inmediato empezamos a pensar en las aplicaciones de esta fabulosa herramienta. Buscamos problemas ante los que un espectrómetro de masas de imagen podría ayudar a transformar el panorama».

Hoy en día, un cirujano toma una muestra de tejido y la manda analizar (lo que se denomina biopsia) en un laboratorio de histopatología. Para averiguar si debe continuar la operación ha de esperar al menos cuarenta minutos. Pero mediante el uso de una bomba de aire para «chupar» partículas del sitio intervenido al interior del espectrómetro de masas, el iKnife puede suministrar una respuesta instantánea al cirujano para que evite cortar más tejido del necesario en su intento por eliminar todas las células tumorales o inflamadas. Al dejar intacta una mayor cantidad de tejido, mejorarán los pronósticos médicos y la calidad de vida de los pacientes.

De la ciencia a la cirugía

«Ahora estamos entrando en los ensayos clínicos formales», anuncia el Dr. Takáts. «Esperamos iniciar los ensayos en cirugía encefálica a principios del próximo año».

Esto supuso todo un reto ya que los tres componentes del diseño del instrumento deben estar finalizados antes de que comiencen los ensayos clínicos: el electrobisturí, la base de datos de identificación y diagnóstico, y el espectrómetro de masas a medida de la sala de operaciones. El motivo es que el diseño no se puede cambiar una vez se haya aprobado.

«La Subvención a la Prueba de concepto (PoC) del CEI tuvo una importancia clave en todo esto», aseguró el Dr. Takáts. «La subvención de inicio (Starting Grant) nos ofreció la gran oportunidad de crear el grupo de investigación y hacer el trabajo científico, pero necesitábamos realmente la PoC para examinar las cuestiones normativas, la gestión de la propiedad intelectual y poner en marcha una empresa que sacara el instrumento al mercado».

El iKnife ha sido desarrollado para electrocirugía, puesto que es la opción preferida por los especialistas en cáncer, pero la técnica es también aplicable a la hidrocirugía y la cirugía láser. Otra aplicación nueva de esta herramienta podría ser el análisis de membranas mucosas y de los aparatos respiratorio, urogenital y gastrointestinal.

Su utilidad para el análisis de tejidos y sustancias ha llevado al equipo a mantener conversaciones con empresas del sector alimentario y organismos de lucha contra la delincuencia. También podría ser una nueva y potente herramienta para los microbiólogos, pudiendo acelerar la creación de bases de datos de la población microbiana que habita en el organismo humano.

«Los millones de bacterias que viven en el organismo (y en su superficie) pueden estar relacionados con el cáncer y con enfermedades como la diabetes», aventura el Dr. Takáts. «Su identificación puede ayudar en el diagnóstico y tratamiento. Ahora disponemos de una herramienta única para estudiar a fondo esas interacciones y, de esa forma, obtener nuevos enfoques y terapias."

- Fuente: Dr. Zoltán Takáts
- Coordinador del proyecto: Imperial College, Londres, Reino Unido
- Título del proyecto: Development of mass spectrometric techniques for 3D imaging
- Acrónimo del proyecto: DESI – JEDI imaging
- http:// (web del proyecto DESI-JEDI imaging)
- Programa de financiación del 7PM (convocatoria del CEI): subvención de inicio (Starting Grant) 2008 y subvención a la prueba de concepto (Proof-of-Concept Grant) 2012
- Financiación de la CE: 1 750 000 euros
- Duración del proyecto: 5 años