Los investigadores de EPFL han utilizado imágenes electroquímicas para dar un paso adelante en el mapeo de la distribución de biomoléculas en el tejido. Esta tecnología, que utiliza solo marcadores endógenos, en lugar de agentes de contraste, podría ser una alternativa a las técnicas de imagen celular actuales.

En el campo de los teranósticos, un acrónimo de las palabras "terapia" y "diagnóstico", los investigadores utilizan información espacial sobre las células cancerosas en el cuerpo para idear terapias dirigidas. Pero este enfoque requiere marcadores fluorescentes. Imágenes electroquímicas, que utiliza solo los marcadores electroquímicos naturales o endógenos del tejido, también podría proporcionar a los médicos lo que necesitan para realizar diagnósticos y prescribir terapias. En un avance reciente, Investigadores de EPFL, trabajando con Linkou Chang Gung Memorial Hospital en Taiwán, empleó una técnica llamada microscopía electroquímica de barrido para producir imágenes de hemoglobina en el corazón de un ratón.

Para mapear la distribución de biomarcadores y nanomateriales en tejidos animales y humanos, los investigadores de la EPFL utilizaron un escáner equipado con sondas electroquímicas. Este dispositivo, que fue desarrollado por Andreas Lesch y Tzu-En Lin en el Laboratorio de Electroquímica Física y Analítica en el campus de EPFL en Valais Wallis en Sion, tiene ocho microelectrodos flexibles que están alineados uno al lado del otro. El dispositivo escanea tejidos sumergidos en una solución de electrolitos para medir la respuesta electroquímica. Algunos tipos de moléculas y nanomateriales que se han acumulado en el tejido intercambian electrones con el mediador electroquímico en la solución, y los investigadores utilizan las corrientes eléctricas resultantes para reconstruir la imagen. Las imágenes electroquímicas también pueden monitorear el estado redox de las células cancerosas, que es bastante diferente al de las células normales. Por tanto, puede revelar si hay una gran cantidad de células cancerosas y dónde se encuentran.

Usando cáscaras de plátano para estudiar las etapas del melanoma

Los investigadores comenzaron estudiando los biomarcadores típicos del melanoma, que también se puede encontrar en las manchas negras de los plátanos demasiado maduros. Aprovechando esta similitud, pudieron trabajar en la fruta para desarrollar una técnica de imagen capaz de medir la tirosinasa en la piel humana y trazar su distribución. También se ha dado un importante paso adelante en la aplicación de la técnica de imágenes a tejidos gruesos, como una biopsia de piel humana, además de secciones transversales delgadas de células.

"Somos perfectamente capaces de utilizar la electroquímica para matar células cancerosas en portaobjetos de microscopio y en placas de Petri, pero hacerlo en tejido grueso es otra historia, "dice Hubert Girault, quien dirige el Laboratorio de Electroquímica Física y Analítica. En efecto, El profesor Girault espera que algún día sea posible utilizar la microscopía electroquímica durante la cirugía. Él visualiza un dispositivo con microelectrodos interconectados capaz de producir una imagen que buscará tumores y luego destruirá electroquímicamente cualquier célula cancerosa que se encuentre aplicando una ráfaga de voltaje:"Alrededor de dos voltios, eso no es mucho, pero es suficiente para generar radicales de oxígeno y eliminar las células cancerosas, ", dice Girault. Los hallazgos de los investigadores acaban de publicarse en Edición internacional de Angewandte Chemie .