Esta tecnología emplea un hardware óptico muy simple y un microscopio sin lente que, a través de algoritmos, ayuda a reconstruir muestras de tejido mediante imágenes. Esta técnica basada en hologramas supondría una ayuda para que pacientes de zonas alejadas tuviesen acceso a pruebas diagnósticas para otros más accesibles.

El método ha sido desarrollado por Aydogan Ozcan, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Ucla y director asociado del Instituto NanoSistemas de California, y por Rajan Kulkarni y profesor asistente de Medicina y Dermatología de la Escuela de Medicina David Geffen de la Ucla.

El sistema que convertirá las muestras de tejido en hologramas para luego recrearlas mediante un microscopio sin lente se ha publicado en la revista Science Advances. Según informan en el estudio, la biopsia de tejido se considera la piedra angular para detectar ciertas enfermedades como el cáncer o alguna patología de tipo inflamatorio.

Diagnóstico en remoto

Este tipo de pruebas precisan de unas instalaciones modernas, lo que supone todo un desafío para aquellas zonas con recursos limitados, además de que es costosa y complicada. En una biopsia tradicional, explica el estudio, el tejido se disecciona en finas láminas (aproximadamente a una décima parte del grosor de un cabello humano) y se tiñe con colorantes especiales para que el profesional médico sea capaz de detectar las anomalías en un microscopio.

Según explicó Ozcan, pese a que los avances tecnológicos han permitido a los médicos acceder en remoto a datos médicos para hacer diagnósticos, no existe una necesidad urgente para detectar e identificar enfermedades en zonas con bajos recursos

Los científicos preparaban las muestras de tejido mediante la técnica Clarity, que elimina la grasa del tejido mediante un proceso químico que deja a un lado las proteínas y el ADN. Este método necesita tintes fluorescentes para teñir las muestras que pueden ser caros; estos tintes pueden degradarse con el tiempo, lo que dificultaría que los científicos recopilasen la información suficiente.

Los investigadores de Ucla emplearon colorantes que absorbían la luz y que podían usarse como una herramienta de microscopía sin pérdida de señal que se agudizara con el tiempo. En lugar de usar la máquina que se empleaba para las biopsias tradicionales, los científicos desarrollaron un nuevo componente: un microscopio basado en hologramas sin lentes capaz de producir imágenes en 3D con una décima parte de los datos de imagen que necesitan los microscopios ópticos de escaneado convencionales.

El método de esta universidad permitió usar muestras de tejido 20 veces más gruesas que las muestras habituales (0,2 milímetros de espesor), lo que suponía un beneficio innegable, ya que conseguir las muestras finas requiere de equipos sofisticados. Esto también permitía que los científicos estudiasen un mayor volumen de la muestra, lo que favorecía la detección de anomalías con más antelación.

Cómo funciona la prueba

El primer paso es colocar un chip de silicio en un pequeño contenedor con millones de detectores fotográficos (este es mismo chip que tienen las cámaras de teléfonos móviles). Cuando la luz brilla en la muestra de tejido, las sombras de baja resolución de la muestra se reflejan en el chip. Esas sombras, creadas por la interferencia de la luz dispersada por la muestra, forman los hologramas de la muestra de tejido.

Después, los investigadores mejoran la resolución y facilitan la imagen 3D al desplazar la muestra al sensor de imagen y capturar la sombra holográfica. Esto permite visualizar digitalmente distintas secciones transversales o cortes digitales de la muestra de tejido.

Yibo Zhang, primer autor de estudio, explicó que, a través de la computación y los algoritmos, se convirtió una imagen de 10 megapíxeles en un microscopio de pocos cientos de megapíxeles capaces de mostrar diferentes cortes de una muestra de tejido grueso.