¿Por qué algunas heridas como las úlceras en pie diabético no cierran? Es una de las preguntas que se buscan responder con el apoyo de un sistema de visión sensible al ultravioleta (UV).
¿No hay regeneración de piel por una deficiencia en el proceso de proliferación celular? ¿Cómo saber qué pasa en la herida? ¿Cómo analizar lo que no se puede observar a simple vista y tampoco a través de estudios invasivos como la biopsia?
“Con un sistema de visión que permita identificar estructuras y moléculas asociadas a determinadas condiciones fisiológicas del tejido”, respondió Enoch Gutiérrez Herrera, académico de la UNAM.
Puede estar basado en técnicas de espectroscopía, que estudian la interacción entre la energía electromagnética y la materia, explicó el investigador del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET).
Para evaluar el proceso de cierre, en el Centro Wellman para Fotomedicina, en Boston, Massachusetts, Estados Unidos, Gutiérrez Herrera desarrolló, durante su estancia posdoctoral en el Departamento de Dermatología de esa entidad, el prototipo de un sistema de visión de UV, en colaboración con Walfre Franco y Apostolos Doukas.
Consta de una cámara sensible a luz ultravioleta, una fuente diseñada para excitar un aminoácido esencial asociado al proceso de proliferación celular y un programa de cómputo para el análisis de las imágenes de UV.
Ahora, como investigador del CCADET y con apoyo PAPIIT de la UNAM, su meta es rediseñar el sistema para evaluar el grado de fibrosis en tejido y estudiar el cierre de heridas en pie diabético. Aunque también puede usarse para observar otros procesos biológicos que ocurren superficialmente en tejido epitelial, como pudiera ser el cáncer en piel, dijo.
Se basa en la técnica de espectroscopía de fluorescencia de UV, que permite identificar la presencia de ciertas moléculas en un compuesto o estructura a partir de la emisión de luz por parte de estas moléculas al momento de ser iluminadas (excitadas), fenómeno conocido como fluorescencia.
El triptófano es un aminoácido esencial presente en las distintas capas de la piel y tiene la capacidad de fluorescer por sí mismo. Enoch Gutiérrez explicó que para que una herida cicatrice (formación de nueva piel) debe haber un adecuado proceso de proliferación celular. Durante ese proceso las células deben incrementar la síntesis de proteínas y el aminoácido triptófano apoya en la síntesis de éstas.
Por tanto, conforme la tasa de proliferación celular en una herida va en aumento, el proceso de síntesis de proteína se incrementa, lo que representa una mayor concentración de triptófano; se puede observar un aumento en la intensidad y en la superficie que fluoresce al excitar el tejido de la herida con luz ultravioleta.
El principio de funcionamiento fue demostrado experimentalmente a partir de un modelo de herida in vitro (muestra de tejido epitelial en un medio de cultivo) desarrollado en el Centro Wellman para Fotomedicina. En las pruebas realizadas se registró un aumento gradual en la intensidad de emisión y en el área que fluorece durante los primeros días del proceso de cicatrización y, posteriormente, ocurrió una disminución gradual de la fluorescencia, que no se observó en un proceso fallido de cicatrización.
Este fenómeno y los estudios de las muestras de tejido bajo microscopio sugieren una correlación entre su emisión y el proceso biológico de proliferación celular durante el cierre de una herida.
Al exponerse por tiempo prolongado a los rayos UV del Sol aumenta el riesgo de padecer cáncer de piel. Por otra parte, en la literatura se encuentran resultados de investigaciones que hacen referencia a los efectos de esa luz en sus distintos rangos, intensidades y tiempos de exposición, que tienen como propósito establecer límites y evitar posibles riesgos. Esos estudios fueron considerados en el diseño de la lámpara flash del sistema de UV para prever cualquier daño.
El prototipo portátil desarrollado en la Unión Americana cuenta con características que pueden ser mejoradas, como la resolución del sistema de visión, la eficiencia de iluminación del sistema flash y el análisis de imágenes mediante herramientas de software, afirmó el universitario, quien busca desarrollar un modelo que mejore y amplíe las capacidades de esta tecnología en la Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico que el CCADET tiene en el Hospital General de México.
El aumento en la resolución tiene como objetivo extender las aplicaciones, por ejemplo, en el estudio y evaluación de biopsias de tejido biológico, donde se busca distinguir cambios morfológicos y estructurales con mayor detalle.
Los otros dos objetivos del académico, referentes a la mejora en la eficiencia del sistema de iluminación y el software, elevarán la calidad y el aporte de información derivados de las imágenes UV y, por ende, la valoración morfológica y estructural del tejido bajo estudio.
La meta que se ha planteado Gutiérrez Herrera es contar con una primera versión en los próximos tres meses. Para ello, contará con la colaboración de algunos colegas como Alfonso Gastélum y Miguel Ángel Padilla, así como con el apoyo de un estudiante de la carrera de Ingeniería Mecánica Eléctrica de la UNAM, con el cual desarrollará su trabajo de tesis para la obtención del grado.
Posterior a la calibración del prototipo, trabajarán en conjunto con médicos y personal del Hospital General de México en el estudio y valoración de estados fisiológicos en tejido biológico y en el proceso de cierre de úlceras en pie diabético.
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