✨︎ Resumen (TL;DR):
- La Universidad de Stanford desarrolló un método no invasivo para iluminar tejidos vivos mediante ultrasonido.
- Las nanopartículas utilizadas emiten luz azul a 490 nanómetros al recibir presión mecánica en la sangre.
- La técnica permitirá ejecutar terapias contra el cáncer y edición genética sin perforar el cráneo ni usar implantes.
Investigadores de la Universidad de Stanford desarrollaron un método no invasivo para emitir luz dirigida en las profundidades del tejido vivo. El sistema utiliza nanopartículas en el torrente sanguíneo que convierten ondas de ultrasonido en puntos de iluminación precisos.
El estudio, publicado este lunes en la revista Nature Materials, plantea un nuevo enfoque para la medicina. La tecnología tiene el potencial de cambiar radicalmente los tratamientos de estimulación cerebral, la terapia contra el cáncer y la edición de genes.
La base técnica del proyecto depende de un material específico. Las nanopartículas mecanoluminiscentes son un derivado de cerámicas de construcción que emite luz únicamente al someterse a la presión mecánica de ondas de ultrasonido enfocadas.
El equipo liderado por Guosong Hong, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, procesó estas cerámicas a escala nanométrica. Tras aplicarles un recubrimiento biocompatible, inyectaron la solución en ratones de laboratorio.
Una vez en la sangre, las partículas recorrieron el organismo apagadas hasta recibir el impacto del haz de ultrasonido.
“Con estos materiales, podemos producir emisión de luz en el cerebro, en el intestino, en la médula espinal, en el músculo —virtualmente en cualquier lugar— sin necesidad de un implante físico”, afirmó Hong.
Control neuronal y edición genética sin bisturí
Durante los experimentos, las partículas emitieron luz azul a una longitud de onda de 490 nanómetros.
Para probar la precisión del sistema, los científicos colocaron una pequeña gorra generadora de ultrasonido en los ratones. Al activar diferentes regiones cerebrales, lograron que los animales giraran a la izquierda o a la derecha según el área estimulada. Todo ocurrió sin perforar el cráneo ni colocar hardware interno.
El método abre la puerta a cualquier intervención médica que dependa de la luz en tejidos profundos:
- Edición genética por interruptor: Hong colabora con el profesor Michael Lin para combinar estas nanopartículas con un sistema de edición genética activado por luz, permitiendo que el ultrasonido lo encienda o apague en áreas específicas.
- Eliminación de patógenos: El equipo también experimenta con materiales que emiten luz ultravioleta para destruir virus y bacterias dentro del cuerpo.
Antes de llevar esta tecnología a pacientes humanos, los desarrolladores deben superar ciertas barreras de seguridad. Aunque los ratones no mostraron efectos adversos, las nanopartículas actuales no se degradan rápido y pueden acumularse en órganos como el hígado.
El siguiente paso es diseñar una alternativa biológica que el cuerpo pueda procesar de forma segura.
“Lo que estamos demostrando aquí es una prueba de concepto”, concluyó Hong. “Si podemos reemplazar el material con uno que sea más seguro para usarse en humanos, eso comenzará a preparar el camino para aplicaciones clínicas”.
