La barrera hematoencefálica, es una membrana permeable que regula el paso de las moléculas desde el torrente sanguíneo al tejido cerebral, es decir, es la forma que tiene el cuerpo de protegerse ante virus, toxinas y otras sustancias dañinas en la sangre.
Esto puede plantear un problema para los médicos que atienden a pacientes con sospecha de enfermedades cerebrales como el cáncer, ya que la información molecular y genética sería invaluable para confirmar un diagnóstico y guiar las decisiones de tratamiento. Los neurocirujanos realizan rutinariamente biopsias cerebrales quirúrgicas para obtener estos datos sobre los tumores cerebrales, pero dichos procedimientos conllevan riesgos y no son factibles para todos los tumores ni para muchos otros tipos de enfermedades cerebrales.
Investigadores de la Universidad de Washington han desarrollado una técnica automáticamente precisa conocida como sonobiopsia que utiliza el ultrasonido y microburbujas para romper la barrera temporalmente y permitir que el ARN, el ADN y las proteínas del cerebro se derramen en la sangre, y así, puedan ser detectados y analizados.
"Podemos obtener información genética sobre los tumores antes de operarlos, lo que ayudaría al neurocirujano a determinar la mejor manera de abordar la cirugía"
"La resonancia magnética revolucionó el campo del diagnóstico de enfermedades cerebrales en las décadas de 1980 y 1990 al permitir obtener imágenes estructurales y funcionales del cerebro. La sonobiopsia es la tercera revolución, la revolución molecular. Con esta técnica podemos obtener una muestra de sangre que refleja la expresión genética y las características moleculares en el lugar de una lesión en el cerebro. Es como hacer una biopsia cerebral sin los peligros de la cirugía cerebral”, aclara Eric C. Leuthardt,, coautor principal del artículo y co -inventor de la tecnología.
En cuanto al procedimiento, funciona mediante el uso de ultrasonido enfocado para apuntar a una lesión en el cerebro con una precisión de escala milimétrica. Posteriormente, la inyección de microburbujas en el torrente sanguíneo abre pequeños agujeros en la barrera hematoencefálica que se cierran en unas pocas horas, sin dejar daños duraderos. Ese período de tiempo es suficiente para que las biomoléculas de la lesión escapen a la sangre, donde pueden recolectarse con una extracción de sangre ordinaria.
"Básicamente, hemos iniciado un nuevo campo de estudio para las enfermedades cerebrales. Podemos obtener información genética sobre los tumores antes de operarlos, lo que ayudaría al neurocirujano a determinar la mejor manera de abordar la cirugía. Ahora podemos empezar a investigar enfermedades para las que no se realizan biopsias quirúrgicas, como los trastornos del neurodesarrollo, neurodegenerativos y psiquiátricos”, apunta Hong Chen, profesor asociado de ingeniería biomédica y de neurocirugía y también, coautor principal del artículo y co-inventor de la tecnología.
Hasta ahora, los investigadores han estado utilizando un dispositivo de ultrasonido integrado en la resonancia magnética. Entre los inconvenientes, la configuración es costosa y cuenta con una limitación a espacios en el acceso a exploraciones. Superados fácilmente por el equipo de Chen, se creó una sonda de ultrasonido portátil conectada a un puntero estereotáctico utilizado habitualmente por los neurocirujanos para identificar lesiones cerebrales.
Utilizando este dispositivo, los investigadores realizaron sonobiopsias a cinco personas con tumores cerebrales. Luego, los tumores se extirparon quirúrgicamente de acuerdo con el estándar de atención
“Lo usamos en el quirófano para este estudio, pero podría usarse en una clínica o junto a la cama del paciente en el hospital. Es un paso hacia la democratización del acceso a los diagnósticos avanzados. Podemos 'interrogar' los cerebros de los pacientes y no necesitamos un escáner multimillonario de alta tecnología para hacerlo”, añade Leuthardt.
Utilizando este dispositivo, los investigadores realizaron sonobiopsias a cinco personas con tumores cerebrales. Luego, los tumores se extirparon quirúrgicamente de acuerdo con el estándar de atención. En cuanto al análisis de muestras de sangre tomadas antes y después, mostró que la técnica aumentó el ADN tumoral circulante entre 1,6 y 5,6 veces, dependiendo del tipo específico de ADN que se analizó.