Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/236/15
México, D.F., 8 de octubre de 2015
- Los rayos X proporcionan información de la estructura anatómica, y la luz, mediante la emisión luminiscente, provee información metabólica, lo que da como resultado un análisis capaz de ofrecer información anatómica y fisiológica simultáneamente, sostiene el especialista en física médica Arnulfo Martínez Dávalos.
- Medición del espectro de luminiscencia de oxisulfuro de gadolinio dopado con europio. Pruebas experimentales realizadas por el investigador Arnulfo Martínez Dávalos en el Departamento de Física Experimental del Instituto de Física de la UNAM, para mejorar el diagnóstico de enfermedades como el cáncer.
Foto: Cortesía doctor Arnulfo Martínez Dávalos.
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En los últimos años, el uso de algunas propiedades de la radiación electromagnética en la medicina ha permitido crear nuevas tecnologías que mejoran las técnicas de diagnóstico de enfermedades como el cáncer, una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en todo el mundo, establece la Organización Mundial de la Salud.
La tomografía por emisión de positrones es un ejemplo claro del uso de estas propiedades de la radiación electromagnética (que son ondas electromagnéticas generadas por las fuentes del campo electromagnético y que se propagan a la velocidad de la luz), y una herramienta fundamental en la medicina moderna, ya que muestra la manera en que funcionan los órganos y los tejidos.
«En este estudio se utilizan moléculas marcadas con una sustancia radiactiva para buscar una enfermedad en el cuerpo, por ejemplo cáncer. La sustancia que emite radiación, como puede ser flúor 18, se ensambla con una molécula clave como el azúcar”, explicó el doctor Arnulfo Martínez Dávalos, del Instituto de Física (IF) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
El especialista en física médica agregó que el cuerpo humano metaboliza el azúcar cuando necesita energía, lo cual ocurre, como se sabe, en el cáncer, donde se dan procesos de división celular excesiva. El azúcar sigue cierto camino metabólico que guía a los médicos hasta el tejido en donde se lleva a cabo dicho proceso, permitiendo localizar la zona exacta en donde se encuentra el tumor.
Básicamente, este tipo de estudios utiliza luz de distintas fuentes de origen, los rayos gamma son una forma de radiación electromagnética de muy alta energía que no es visible para el ojo humano, pero sí puede ser registrada por un detector especial.
Si bien esta técnica ha sido muy efectiva, normalmente es necesario complementar el estudio con algún otro procedimiento que proporcione información anatómica muy precisa, como la tomografía con rayos X. En los últimos años se han abierto líneas de investigación que tratan de reducir el proceso a un solo análisis capaz de ofrecer información anatómica y fisiológica simultáneamente, para ello se cuenta con la tomografía óptica estimulada por rayos X.
“Esta técnica sigue el principio de usar luz para obtener tomografías ópticas, aunque con ciertas variantes: mientras en la tomografía por emisión de positrones la sustancia radioactiva produce rayos gamma, en la tomografía estimulada por rayos X solo se produce luz visible”, precisó el investigador del Departamento de Física Experimental del IF, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.
Para lograrlo, el doctor Martínez Dávalos hace uso del fenómeno de luminiscencia al colocar un marcador químico en una molécula de interés que siga un cierto camino metabólico; y para saber la ubicación final de la molécula el investigador utiliza los rayos X, pues estos activan la sustancia y esta, a su vez, emite luz.
De esta manera y de forma simultánea los médicos podrían obtener la información anatómica del paciente y la ubicación de la anomalía revelada por la luz gracias al marcador luminiscente; la clave está en usar las sustancias adecuadas.
Hasta ahora esta tecnología se encuentra a nivel del desarrollo de un prototipo a pequeña escala en el laboratorio del científico, donde se planea utilizarlo en estudios preliminares con animales de laboratorio.
“En resumen, el procedimiento que hemos propuesto y estamos desarrollando combina rayos X —que proporcionan información de la estructura anatómica—, y luz —que mediante la emisión luminiscente, provee información metabólica—.
“En el desarrollo de nuestro prototipo pensamos incluir detectores de luz ultra sensibles que puedan determinar la presencia de estos marcadores a nivel molecular”, indicó el científico durante la conferencia “Luz y rayos X: estructura y función”, durante el simposio Luz: Una luz en la Medicina”, organizado el pasado 24 de septiembre por la Academia Nacional de Medicina, la Academia Mexicana de Ciencias y la Facultad de Medicina de la UNAM, con motivo del Año Internacional de la Luz y las tecnologías basadas en la luz.
Mariana Dolores.