Recientemente el Hospital Universitario Gregorio Marañón anunció el desarrollo de una técnica revolucionaria que permite la visualización en tres dimensiones (3D) de tejidos y órganos mediante un proceso de clareado óptico. Esta tecnología, que ya ha comenzado a aplicarse en investigaciones preclínicas, promete ser un hito en el diagnóstico y tratamiento de múltiples enfermedades.
Ahora, María Victoria Gómez-Gaviro, jefa del Grupo de Bio-Óptica del Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital Gregorio Marañón (IiSGM) y responsable de la investigación, brinda a Gaceta Médica una perspectiva más profunda sobre este avance y su impacto en la medicina actual.
La clave de este avance radica en la capacidad de hacer transparentes los tejidos, eliminando los lípidos que los opacan y logrando una visualización interna mucho más precisa. Al obtener imágenes tridimensionales de órganos completos, los investigadores y médicos pueden estudiar las conexiones internas, como vasos sanguíneos y neuronas, en su totalidad, lo que hasta ahora solo era posible mediante métodos invasivos o menos precisos. Esta innovación supone un cambio de paradigma en la forma en que se pueden analizar los órganos afectados por enfermedades y evaluar la efectividad de los tratamientos, marcando un hito tanto en la investigación preclínica como en la medicina personalizada.
Una técnica automatizada para mayor eficiencia
Uno de los aspectos más destacados de este avance es la automatización del proceso, lo que lo convierte en una herramienta mucho más eficaz en comparación con el método manual utilizado previamente. Gracias a esta automatización, se pueden manipular varias muestras al mismo tiempo, permitiendo que los tejidos transparentados sean observados de manera rápida y eficiente mediante microscopios de alta resolución.
Según explica María Victoria Gómez-Gaviro, “la velocidad se mejora con el equipo automatizado puesto que el cambio de reactivos se puede producir a cualquier hora y no hay que esperar a que haya personal en el laboratorio para llevarlo a cabo y no es necesario la atención continua de personal. Esto no solo agiliza el proceso, sino que también lo hace más preciso y reproducible”.
Este sistema automatizado permite un flujo continuo de trabajo que reduce el tiempo de espera entre pasos, lo que a su vez mejora la precisión y la eficiencia. Al no tener que esperar la intervención humana en cada etapa, “el procedimiento se vuelve más homogéneo y controlado, lo que mejora la calidad de los resultados”, añade la investigadora.
Una visión integral y tridimensional
La capacidad de visualizar órganos en su totalidad es uno de los mayores logros de esta técnica. Hasta ahora, los estudios de tejidos requerían cortar las muestras en finas secciones para ser observadas bajo el microscopio, lo que limitaba la información obtenida a planos específicos. Este enfoque bidimensional podía dificultar la comprensión de estructuras más complejas, como la red vascular o las conexiones neuronales.
Con la técnica de clareado óptico, esta limitación desaparece. Ahora los investigadores pueden observar, por ejemplo, los vasos sanguíneos en su totalidad, incluyendo sus ramificaciones y distribución en un órgano completo. En el caso del cerebro, esta tecnología permite visualizar no solo las neuronas en una sección concreta, sino toda su longitud y las bifurcaciones que forman en un espacio tridimensional. Esto es especialmente relevante en el estudio de enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer o el Parkinson.
“Dada su capacidad de eliminar lípidos, y el cerebro tiene muchos, esta técnica podría mejorar los métodos para visualizar estructuras largas y complejas, con torsiones, ya que estas muestras son visualizadas en un microscopio que nos proporciona la imagen en 3D”, explica Gómez-Gaviro. “Ya hay laboratorios preclínicos que utilizan esta tecnología para estudiar el cerebro en profundidad, lo que abre nuevas posibilidades para el diagnóstico temprano y el desarrollo de tratamientos”.
Aplicaciones en la investigación preclínica y clínica
La técnica de clareado óptico no solo es útil para la visualización de órganos sanos o con enfermedades ya diagnosticadas, sino que también tiene un gran potencial para la investigación de nuevos tratamientos. Al poder ver cómo un fármaco afecta a un órgano completo, los investigadores pueden obtener una visión mucho más detallada de su impacto y evaluar su eficacia de manera más precisa.
“El clareado de tejidos junto con el ‘machine learning’ y el ‘deep learning’ (inteligencia artificial) podría ser la combinación perfecta para evaluar el efecto de nuevos fármacos”, comenta la investigadora. “Algunos programas automatizados ya están utilizando aprendizaje automático para analizar las imágenes obtenidas de los órganos transparentados, proporcionando una caracterización cuantitativa detallada de los patrones de extravasación de compuestos y la angioarquitectura tumoral”.
Esta capacidad de análisis automatizado permite una mayor reproducibilidad de los resultados, lo que es fundamental en la investigación preclínica. Según Gómez-Gaviro, los programas de análisis de imágenes semiautomatizados que se están desarrollando ofrecen una precisión sin precedentes. “La combinación de estas herramientas facilita la evaluación de los efectos de los tratamientos en todo el órgano, lo que nos proporciona una imagen mucho más completa y reduce los errores que se podrían cometer con métodos tradicionales”, añade.
Limitaciones y retos de la técnica
A pesar de sus muchos beneficios, la técnica de clareado óptico no está exenta de desafíos. Según Gómez-Gaviro, el tipo de órgano o tejido puede influir en la eficacia del procedimiento. “El tamaño, la vascularización, la porosidad y la complejidad del tejido pueden afectar al proceso de clareado. No es lo mismo clarear un tejido embrionario que uno adulto, y también hay diferencias en los órganos más pigmentados frente a los más blanquecinos”, explica.
Sin embargo, la investigadora asegura que estas limitaciones no son insuperables. “Cada tejido y órgano es particular, pero hasta ahora hemos podido clarear prácticamente cualquier muestra que haya sido fijada previamente”, afirma. Esto amplía considerablemente el rango de aplicaciones potenciales de esta tecnología en diversas áreas de la medicina.
Impacto en el diagnóstico y los ensayos clínicos
Una de las aplicaciones más prometedoras de esta técnica es su potencial para mejorar el diagnóstico de enfermedades complejas y la planificación de ensayos clínicos. Al permitir una visualización completa de las estructuras de un órgano, los investigadores pueden evaluar cómo un tratamiento afecta no solo a una parte del tejido, sino al órgano en su totalidad. Esto podría transformar el diseño de los ensayos clínicos al ofrecer una evaluación más detallada y precisa de los efectos de los tratamientos.
“El hecho de que podamos ver todas las estructuras en su contexto, en un órgano completo, nos permite hacer una evaluación mucho más precisa y obtener más información con menos artefactos, ya que no necesitamos cortar las muestras”, destaca Gómez-Gaviro. “Esta capacidad de tener en cuenta un mayor volumen de tejido nos permite estudiar el microambiente de las células, tumores y otras estructuras, lo que es clave para entender mejor las interacciones entre ellas”.
Aplicaciones en diversas patologías
Aunque la técnica de clareado óptico se ha aplicado con éxito en varios modelos preclínicos, su potencial en la práctica clínica va más allá. Gómez-Gaviro revela que ya están utilizando esta tecnología en modelos traslacionales, como en el estudio de ictus y el infarto de miocardio. Además, han comenzado a analizar melanomas humanos, logrando observar la vasculatura tridimensional de los tumores.
“Esta tecnología tiene el potencial de marcar una gran diferencia en patologías donde la estructura tridimensional es crítica, como en cardiología o la oncología de tejidos blandos”, comenta la investigadora.
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