Quimioterapia y radioterapia son las alternativas más empleadas en la comunidad médica para reducir tumores cancerosos, aunque es muy común que en su empleo se dañen células sanas adyacentes al sitio afectado. No obstante, actualmente se trabaja en terapias menos invasivas y de alentadores resultados, como la llamada fotodinámica, tratamiento de irradiación localizada que sólo actúa sobre las células malignas, no es agresiva, ni crea efectos secundarios.

Pese a que la terapia fotodinámica se aplica principalmente en carcinomas superficiales (de piel), hay reportes científicos de que reduce el tamaño de tumores voluminosos. Es por ello que a fin de optimizar su aplicación, investigadores de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Zacatenco, del Instituto Politécnico Nacional (IPN), diseñan prototipos de sistemas experimentales que permiten la aplicación de técnicas de fotoirradiación y fotodetección para el diagnóstico y tratamiento de tumores, así como el estudio in vitro e in vivo.

Los prototipos, inéditos a nivel mundial y en proceso de patente, permitirán optimizar la dosimetría, es decir, el cálculo de la dosis de radiación absorbida en tejidos, la determinación de la concentración del fármaco fotosensibilizador y la evaluación de los niveles de oxigenación localmente y en tiempo real, en dichos tratamientos.

La terapia fotodinámica es un proceso muy complejo donde interactúa la luz, un fotosensibilizador y la capacidad para producir radicales de oxígeno que eliminan las células dañinas.

El doctor Suren Stolik Isakina, quien encabeza al equipo científico, mencionó la aplicación eficaz de la terapia fotodinámica depende de tres elementos: luz, cuyo papel es desencadenar una reacción fotoquímica; un fotosensibilizador, que hace viable la reacción fotoquímica, y oxígeno, el cual se transforma en elemento tóxico (radicales libres) y ayuda a eliminar las células malignas.

Es por ello que uno de los prototipos diseñados permite al médico conocer el nivel de concentración del oxígeno en el tejido mediante fibras ópticas. Es así que el sistema detecta automáticamente cuando empieza a disminuir la oxigenación en zonas específicas del tejido, lo cual indica al especialista que debe detener la terapia por unos minutos para que se reoxigene el mismo.

El especialista, quien es miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel I, refirió que para que el tratamiento sea efectivo, la luz tiene que irradiarse de manera específica con el propósito de que llegue a una profundidad determinada. Además, se debe administrar un fármaco fotosensibilizador –en este caso ácido delta aminolevulínico– que induce la producción de protoporfirina IX, que se concentra en las células malignas.

De manera que otro módulo desarrollado por los especialistas del IPN para la aplicación de la terapia fotodinámica es un detector de fluorescencia, sistema que monitorea la concentración del fármaco fotosensibilizante Protoporfirina IX, para conocer los niveles óptimos del compuesto y lograr la máxima efectividad del procedimiento.

Además, el equipo tiene un software que ayuda al médico a determinar la posición del tumor y el número de fibras que deben insertarse para irradiar óptimamente y conseguir mayor eficiencia terapéutica.

Cabe destacar que es igualmente útil para medir niveles de fluorescencia en productos de las industrias textil, de pinturas, fertilizantes, colorantes y alimentos, así como para detectar contaminantes en agua.

Los prototipos desarrollados por Suren Stolik en colaboración con los científicos José Manuel de la Rosa Vázquez y Alma Rosa Valor Reed, también de ESIME, fueron distinguidos con el Premio a la Investigación 2016 del IPN. El proyecto financiado por la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación (SECITI) de la Ciudad de México. (Agencia ID)