Una nueva técnica desarrollada por investigadores de la Universidad de Toronto Scarborough puede por primera vez obtener un perfil de alta resolución de las moléculas que están presentes dentro de un organismo vivo.
"En cierto modo, hemos desarrollado esta ventana molecular que puede mirar dentro de un sistema vivo y extraer un perfil metabólico completo", dice el profesor Andre Simpson, quien dirigió la investigación para desarrollar la nueva técnica que utiliza la tecnología de resonancia magnética nuclear RMN.
"Es importante saber qué moléculas hay en una muestra de tejido si desea saber si es canceroso, o si desea saber si ciertos contaminantes ambientales están dañando las células dentro del cuerpo".
Hasta ahora, las técnicas tradicionales de RMN no han podido proporcionar perfiles de alta resolución de organismos vivos debido a las distorsiones magnéticas de la muestra en sí. La analogía que ofrece Simpson es que es como estar en un helicóptero sobre un estadio mientras se intenta hablar con la genteen un concierto a continuación. Es increíblemente difícil comunicarse debido a la distorsión del ruido, pero si le das a ambos un walkie-talkie, la comunicación es mucho más fácil.
Simpson y su equipo pudieron superar el problema de la distorsión magnética mediante la creación de pequeños canales de comunicación basados en algo llamado interacciones dipolares de largo alcance entre las moléculas. En otras palabras, mientras que antes solo se puede dar una instantánea de un objeto, esta nueva técnica puedeOfrecer una composición química completa de moléculas dentro del objeto.
La tecnología de RMN es capaz de generar un campo magnético poderoso, tan poderoso que se puede hacer que los núcleos atómicos absorban y reemitan la energía en patrones distintos, revelando una firma molecular única. El trabajo de Simpson se enfoca en la RMN ambiental pero dice que hay un gran potencial médicopara esta nueva técnica, ya que también se puede utilizar en técnicas de imágenes médicas como la resonancia magnética MRI.
"Podría tener implicaciones para el diagnóstico de enfermedades y una comprensión más profunda de la importancia de los procesos biológicos", dice Simpson, y agrega que la técnica es fácilmente programable y puede traducirse para que funcione en los sistemas modernos de resonancia magnética existentes en los hospitales.
Señala moléculas específicas llamadas biomarcadores de cáncer que son exclusivas del tejido enfermo. El nuevo enfoque tiene el potencial de detectar estas firmas sin recurrir a la cirugía y determinar si un crecimiento es canceroso o benigno directamente de la resonancia magnética sola.
También tiene el potencial de decirnos cómo funciona el cerebro. Los métodos de resonancia magnética actuales pueden determinar qué parte del cerebro "se ilumina" en respuesta a estímulos como el miedo o la felicidad, pero esos solo indican qué parte del cerebro es responsable.La nueva técnica puede usarse potencialmente para mirar dentro de esos lugares y revelar los químicos que realmente causan la respuesta.
"Podría marcar un paso importante para desentrañar la bioquímica del cerebro", dice Simpson.
Simpson ha estado trabajando en perfeccionar la técnica durante más de tres años con colegas de Bruker BioSpin, una compañía de instrumentos científicos que se especializa en el desarrollo de la tecnología de RMN. La técnica se basa en algunos conceptos científicos inesperados que se descubrieron en 1995, que en elel tiempo fue descrito como imposible y enloquecido por muchos investigadores.
La técnica desarrollada por Simpson y su equipo, incluida la estudiante de doctorado Ioana Fugariu, se basa en estos primeros descubrimientos y se publica en la revista Angewandte Chemie . El trabajo fue apoyado por Mark Krembil de la Fundación Krembil y el Consejo de Investigación de Ingeniería de Ciencias Naturales de Canadá NSERC.
Simpson dice que el siguiente paso para la investigación es probarlo en muestras humanas. Añade que, dado que la técnica detecta todos los metabolitos por igual, también existe la posibilidad de un descubrimiento no dirigido, es decir, encontrar patologías o procesos que ni siquiera estaba buscandoen primer lugar
"Dado que puede ver metabolitos en una muestra que antes no podía ver, ahora puede identificar moléculas que pueden indicar que hay un problema", dice.
"Entonces puede determinar si necesita más pruebas o cirugía. Por lo tanto, el potencial de esta técnica es realmente emocionante".
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Materiales proporcionado por Universidad de Toronto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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