La combinación del nanozumo y de la tomografía fotoacústica ilumina el intestino de un ratón. Imagen: Jonathan Lovell. Fuente: Universidad de Búfalo.
Localizado en lo más profundo del intestino humano, el intestino delgado no es fácil de examinar. Los rayos X, las resonancias magnéticas o las imágenes por ultrasonido proporcionan información sobre esta parte de la anatomía, pero cada una de estas tecnologías sufre sus propias limitaciones.
Ahora, investigadores de la Universidad de Búfalo, en EEUU, están desarrollando una nueva tecnología que podría ayudar. Se trata de una técnica de registro de imágenes que incluye un "nanozumo", un líquido que los pacientes pueden beber y que contiene nanopartículas.
Cuando ese líquido llega al intestino delgado, los médicos sacuden esas nanopartículas con una luz láser inofensiva, lo que permite obtener una visión incomparable, no invasiva y a tiempo real del interior del órgano.
Comprender mejor las enfermedades gastrointestinales
Descrito en la revista Nature Nanotechnology, este avance podría ayudar a los médicos a identificar, comprender y tratar mejor las enfermedades gastrointestinales.
"Los métodos de imagen convencionales muestran este órgano y sus bloqueos, pero este sistema permite ver cómo el intestino delgado funciona, a tiempo real", explica Jonathan Lovell, profesor de ingeniería biomédica de la Universidad de Búfalo en un comunicado del centro. "La mejora de la imagen incrementará nuestra comprensión sobre estas enfermedades y permitirá a los médicos ser más eficaces con las personas que las padecen."
El intestino delgado humano tiene, como media, aproximadamente siete metros de longitud. Está situado entre el estómago y el intestino grueso, y es donde se lleva a cabo la mayor parte de la digestión y de la absorción de alimentos.
También es en él donde se producen los síntomas del síndrome del intestino irritable, de la enfermedad celíaca, de la enfermedad de Crohn y de otras enfermedades gastrointestinales.
Ahora, investigadores de la Universidad de Búfalo, en EEUU, están desarrollando una nueva tecnología que podría ayudar. Se trata de una técnica de registro de imágenes que incluye un "nanozumo", un líquido que los pacientes pueden beber y que contiene nanopartículas.
Cuando ese líquido llega al intestino delgado, los médicos sacuden esas nanopartículas con una luz láser inofensiva, lo que permite obtener una visión incomparable, no invasiva y a tiempo real del interior del órgano.
Comprender mejor las enfermedades gastrointestinales
Descrito en la revista Nature Nanotechnology, este avance podría ayudar a los médicos a identificar, comprender y tratar mejor las enfermedades gastrointestinales.
"Los métodos de imagen convencionales muestran este órgano y sus bloqueos, pero este sistema permite ver cómo el intestino delgado funciona, a tiempo real", explica Jonathan Lovell, profesor de ingeniería biomédica de la Universidad de Búfalo en un comunicado del centro. "La mejora de la imagen incrementará nuestra comprensión sobre estas enfermedades y permitirá a los médicos ser más eficaces con las personas que las padecen."
El intestino delgado humano tiene, como media, aproximadamente siete metros de longitud. Está situado entre el estómago y el intestino grueso, y es donde se lleva a cabo la mayor parte de la digestión y de la absorción de alimentos.
También es en él donde se producen los síntomas del síndrome del intestino irritable, de la enfermedad celíaca, de la enfermedad de Crohn y de otras enfermedades gastrointestinales.
La importancia de detectar los movimientos
Para analizar este órgano, en la actualidad se pide a los pacientes que beban un líquido que contiene bario. Con un método radiográfico, llamado fluoroscopia, con resonancia magnética o ecografías se rastrea a continuación la forma en que el bario se desplaza a través del esófago, el estómago y el intestino delgado.
Pero estas técnicas son limitadas en cuanto a seguridad, accesibilidad y falta de contraste se refiere, respectivamente. Además, ninguna es muy efectiva proporcionando imágenes en tiempo real de movimientos tales como la peristalsis, que es la contracción de los músculos del intestino que impulsa a los alimentos a través de el.
La disfunción de estos movimientos puede estar vinculada a las enfermedades mencionadas anteriormente, así como a los efectos secundarios de trastornos del tiroides, de la diabetes o de la enfermedad de Parkinson.
Una visión más detallada
Jonathan Lovell y su equipo trabajaron con una familia de colorantes llamados naftalocianinas. Estas pequeñas moléculas absorben grandes porciones de luz en el espectro del infrarrojo cercano, que es el rango ideal para agentes de contraste biológicos.
Sin embargo, son inadecuadas para el cuerpo humano porque no se dispersan en líquido y puedan ser absorbidas desde el intestino hacia el torrente sanguíneo.
Para reparar este problema, los investigadores formaron unas nanopartículas -llamadas "nanonaps"- que contienen las moléculas de este colorante pero con la capacidad añadida de dispersarse en líquido y de moverse a través del intestino de manera segura.
En experimentos de laboratorio llevados a cabo con ratones, los investigadores administraron a estos animales el nanozumo resultante, por vía oral. A continuación, utilizaron una técnica llamada tomografía fotoacústica (PAT, por sus siglas en inglés), que activa pulsos láser, para generar ondas de presión. Cuando estas fueron medidas, proporcionaron una visión a tiempo real y con más matices del intestino delgado.
Los investigadores planean ahora continuar perfeccionando esta técnica para ensayos en humanos, y usarla también para otras áreas del tracto gastrointestinal.
Para analizar este órgano, en la actualidad se pide a los pacientes que beban un líquido que contiene bario. Con un método radiográfico, llamado fluoroscopia, con resonancia magnética o ecografías se rastrea a continuación la forma en que el bario se desplaza a través del esófago, el estómago y el intestino delgado.
Pero estas técnicas son limitadas en cuanto a seguridad, accesibilidad y falta de contraste se refiere, respectivamente. Además, ninguna es muy efectiva proporcionando imágenes en tiempo real de movimientos tales como la peristalsis, que es la contracción de los músculos del intestino que impulsa a los alimentos a través de el.
La disfunción de estos movimientos puede estar vinculada a las enfermedades mencionadas anteriormente, así como a los efectos secundarios de trastornos del tiroides, de la diabetes o de la enfermedad de Parkinson.
Una visión más detallada
Jonathan Lovell y su equipo trabajaron con una familia de colorantes llamados naftalocianinas. Estas pequeñas moléculas absorben grandes porciones de luz en el espectro del infrarrojo cercano, que es el rango ideal para agentes de contraste biológicos.
Sin embargo, son inadecuadas para el cuerpo humano porque no se dispersan en líquido y puedan ser absorbidas desde el intestino hacia el torrente sanguíneo.
Para reparar este problema, los investigadores formaron unas nanopartículas -llamadas "nanonaps"- que contienen las moléculas de este colorante pero con la capacidad añadida de dispersarse en líquido y de moverse a través del intestino de manera segura.
En experimentos de laboratorio llevados a cabo con ratones, los investigadores administraron a estos animales el nanozumo resultante, por vía oral. A continuación, utilizaron una técnica llamada tomografía fotoacústica (PAT, por sus siglas en inglés), que activa pulsos láser, para generar ondas de presión. Cuando estas fueron medidas, proporcionaron una visión a tiempo real y con más matices del intestino delgado.
Los investigadores planean ahora continuar perfeccionando esta técnica para ensayos en humanos, y usarla también para otras áreas del tracto gastrointestinal.
Referencia bibliográfica:
Yumiao Zhang, Mansik Jeon, Laurie J. Rich, Hao Hong, Jumin Geng, Yin Zhang, Sixiang Shi, Todd E. Barnhart, Paschalis Alexandridis, Jan D. Huizinga, Mukund Seshadri, Weibo Cai, Chulhong Kim, Jonathan F. Lovell. Non-invasive multimodal functional imaging of the intestine with frozen micellar naphthalocyanines. Nature Nanotechnology (2014). DOI: 10.1038/nnano.2014.130.
Yumiao Zhang, Mansik Jeon, Laurie J. Rich, Hao Hong, Jumin Geng, Yin Zhang, Sixiang Shi, Todd E. Barnhart, Paschalis Alexandridis, Jan D. Huizinga, Mukund Seshadri, Weibo Cai, Chulhong Kim, Jonathan F. Lovell. Non-invasive multimodal functional imaging of the intestine with frozen micellar naphthalocyanines. Nature Nanotechnology (2014). DOI: 10.1038/nnano.2014.130.