Una técnica novedosa desarrollada por investigadores de la Universidad de Toronto en Scarborough puede obtener por primera vez un perfil de alta resolución de qué moléculas 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 tecnología de resonancia magnética nuclear (RMN).

"Tener una idea de qué moléculas hay en una muestra de tejido es importante si quiere saber si es canceroso, o si desea saber si ciertos contaminantes ambientales están dañando las células del interior 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 propia muestra. La analogía que da Simpson es que es como estar en un helicóptero sobre un estadio mientras intenta hablar con la gente en un concierto de abajo. Es increíblemente difícil comunicarse debido a la distorsión del ruido, pero si les das a ambos un walkie-talkie, facilita mucho la comunicación.

Simpson y su equipo pudieron superar el problema de la distorsión magnética creando pequeños canales de comunicación basados ​​en algo llamado interacciones dipolo de largo alcance entre moléculas. En otras palabras, mientras que antes solo se puede dar una instantánea de un objeto, esta nueva técnica puede ofrecer una composición química completa de las moléculas dentro del objeto.

La tecnología NMR es capaz de generar un potente campo magnético, tan poderoso que los núcleos atómicos pueden absorber y reemitir la energía en distintos patrones, revelando una firma molecular única. El trabajo de Simpson se centra en la RMN ambiental, pero dice que esta nueva técnica tiene un gran potencial médico, ya que también se puede utilizar en técnicas de imágenes médicas como la resonancia magnética (RM).

"Podría tener implicaciones para el diagnóstico de enfermedades y una comprensión más profunda de cómo funcionan los procesos biológicos importantes, "dice Simpson, agregar la técnica es fácilmente programable y se puede traducir para trabajar en los sistemas de resonancia magnética modernos existentes que se encuentran en los hospitales.

Señala moléculas específicas llamadas biomarcadores de cáncer que son exclusivas del tejido enfermo. El nuevo enfoque tiene potencial para detectar estas firmas sin recurrir a la cirugía y determinar si un crecimiento es canceroso o benigno directamente de la resonancia magnética.

También tiene el potencial de decirnos cómo funciona el cerebro. Los métodos actuales de resonancia magnética pueden indicar qué parte del cerebro se "enciende" en respuesta a estímulos como el miedo o la felicidad, pero esos solo indican qué parte del cerebro es responsable. La nueva técnica puede potencialmente usarse 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 para perfeccionar la técnica durante más de tres años con colegas de Bruker BioSpin, una empresa de instrumentos científicos que se especializa en el desarrollo de tecnología de RMN. La técnica se basa en algunos conceptos científicos inesperados que se descubrieron en 1995, que en ese momento fueron descritos como imposibles y enloquecidos por muchos investigadores.

La técnica desarrollada por Simpson y su equipo, incluyendo a 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 en Ciencias Naturales de Canadá (NSERC).

Simpson dice que el siguiente paso de la investigación es probarlo en muestras humanas. Agrega que dado que la técnica detecta todos los metabolitos por igual, también existe la posibilidad de un descubrimiento no dirigido, es decir, encontrando patologías o procesos que ni siquiera estabas buscando en primer lugar.

"Como puede ver metabolitos en una muestra que no podía ver antes, ahora puede identificar moléculas que pueden indicar que hay un problema, " él dice.

"Luego puede determinar si necesita más pruebas o cirugía. Por lo tanto, el potencial de esta técnica es realmente emocionante".