Sensor para la detección temprana de fibrosis hepática

Integrantes del Grupo de Sensores Ópticos y Eléctricos, del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la Universidad Nacional desarrollaron un sensor que ayudaría a los patólogos a hacer un diagnóstico temprano de la fibrosis hepática, basado en una escala cuantitativa de esta patología que, detectada en su etapa tardía de cirrosis, es irreversible y mortal.

El prototipo de este sensor ya es probado con muestras de hígado fibroso proporcionadas por Joselín Hernández Ruíz, de la Unidad de Medicina Experimental de la UNAM en el Hospital General de México “Doctor Eduardo Liceaga”.

“Se espera que, con este sensor, los patólogos puedan hacer un diagnóstico más completo de la fibrosis hepática, ya que actualmente toman una muestra de hígado (biopsia) del paciente, observan a través del microscopio qué características estructurales presenta y, de acuerdo con lo establecido en la literatura médica y con su experiencia, diagnostican la fase de afectación 0, 1, 2, 3 ó 4, según la escala Metavir”, apunta Enoch Gutiérrez Herrera, científico adscrito a la Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico del CCADET en el Hospital General de México, que desde hace ocho meses colabora en este proyecto.

Cabe decir que una gran parte de los diagnósticos resultan en fase 4, lo que representa un hígado cirrótico. En esta fase sólo resta recetarle medicamentos al paciente para tratar de mejorar su calidad de vida.

Con el sensor creado en la UNAM, el diagnóstico ya no dependería solamente de la experiencia y habilidad de los patólogos, sino sobre todo de la medición de las propiedades térmicas del tejido de hígado que permite llevar a cabo, las cuales guardan una relación directa con el desarrollo de la fibrosis hepática.

Conducción de calor

Al igual que otros materiales como los metales y el plástico, los tejidos también presentan características propias de conducción de calor que dependen de su composición química, estructura física y densidad. Por lo tanto, es posible caracterizar la capacidad de transmisión de calor de un tejido mediante la determinación de sus propiedades térmicas.

Las muestras biológicas (unas son de hígado sano y otras están en diferentes fases de fibrosis) se colocan sobre el sensor y se calientan ligeramente por un corto periodo para estudiar sus propiedades de conducción de calor. Básicamente, el sensor detecta la desviación en la dirección de propagación de un haz de rayo láser que se modifica conforme cambia la conducción de calor del tejido evaluado.

El prototipo de este sensor y las herramientas de cálculo todavía se están optimizando para que aquél pueda detectar, con exactitud, precisión y la sensibilidad requerida, cambios muy pequeños en las características térmicas del tejido de hígado durante las primeras etapas de la fibrosis hepática.

“Yo colaboro en el desarrollo de un modelo matemático, en el cual modifico variables térmicas y simulo la respuesta del sensor a un tejido de hígado que va cambiando sus propiedades de conducción de calor debido al acumulamiento desordenado de matriz extracelular formada principalmente de colágena. Esta simulación nos ayuda a estimar la sensibilidad del sensor ante pequeños cambios en las características térmicas de ese tejido”, indica Gutiérrez Herrera.

Meta

La meta es caracterizar alteraciones en tejidos de hígado, por medio de mediciones en una escala continua de los cambios en las propiedades térmicas asociados al desarrollo de la enfermedad.

El sensor enviará la información a una computadora, la cual traducirá los datos y mostrará en pantalla la afectación del tejido de hígado. Así, la escala de cambios térmicos será fácilmente interpretada por el médico experto.

En estudios con ratas y hamsters se ha observado que la fibrosis hepática es reversible en sus primeras etapas. En humanos todavía no se ha demostrado científicamente que esto sea posible. Sin embargo, diferentes grupos de investigación alrededor del mundo ya trabajan en el desarrollo de técnicas que permitan revertirla en sus primeras etapas.

“Ahora bien, para lograr esto en el futuro, primero debemos ser capaces de detectar la presencia de la fibrosis hepática en sus primeras etapas. De ahí la importancia de que el médico cuente con mayores herramientas para la detección temprana de esta enfermedad, mediante las propiedades térmicas del tejido de hígado”, finaliza Gutiérrez Herrera.