Especialistas del CONICET y la UNCUYO desarrollaron una herramienta para mejorar los diagnósticos por imágenes mediante una molécula fotosensible.
Investigadores mendocinos logran un avance clave para el diagnóstico de enfermedades neurodegenerativas
Gentileza / WebUn grupo de científicos mendocinos logró resultados destacados en una investigación. Los especialistas del CONICET y la Universidad Nacional de Cuyo (UNCuyo) estudiaron la molécula ICG, usada en medicina como agente de contraste, y propusieron una estrategia para mejorar su sensibilidad ante estímulos eléctricos, clave para el diagnóstico cerebral.
Una molécula podría convertirse en una herramienta clave para detectar con mayor precisión enfermedades como el Parkinson, el Alzheimer o disfunciones provocadas por accidentes cerebrovasculares. El estudio busca mejorar la capacidad de esta sustancia para registrar la actividad eléctrica del organismo con alta resolución y sin métodos invasivos.
El trabajo se centra en la molécula ICG o verde de indocianina, un colorante que absorbe y emite luz en el infrarrojo cercano y que ya se emplea como agente de contraste en medicina. Gracias a un modelo computacional, los investigadores lograron avances para el estudio de su comportamiento eléctrico y proponen formas de optimizar su estructura química para que responda con mayor sensibilidad a los estímulos del cuerpo humano.
“Actualmente, la actividad eléctrica en el cerebro se mide a través de un electroencefalograma, pero es una técnica de baja resolución. No permite ver en detalle lo que ocurre en cada neurona ni construir un mapa neuronal en tiempo real”, explicó Vanesa Galassi, directora del proyecto. “Con este colorante, en cambio, se podría iluminar cada parte del órgano y observar la actividad eléctrica de manera simultánea, lo que nos permitiría detectar qué neurona está actuando en cada momento”, agregó.
El estudio, destacado en la portada de la revista científica ACS Chemical Neuroscience, fue desarrollado por investigadores del Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas (ICB, CONICET-UNCUYO), quienes emplearon modelos teóricos, simulaciones moleculares y cálculos de estructura electrónica para analizar la interacción de la molécula con membranas celulares cargadas eléctricamente, como las de las neuronas o las células cardíacas.
“En las simulaciones construimos una membrana modelo y analizamos cómo interactúa la molécula con ese entorno. Luego simulamos la iluminación de la molécula en condiciones fisiológicas de polarización, es decir, cuando la membrana presenta actividad eléctrica, y observamos cómo responde”, detalló Micaela Sosa, becaria doctoral del CONICET y primera autora del trabajo.
El objetivo del equipo es comprender a fondo los mecanismos ópticos que produce esta interacción y así proponer modificaciones precisas en la molécula. Estas mejoras permitirían utilizarla como herramienta diagnóstica para detectar enfermedades relacionadas con el sistema nervioso y el corazón, sin necesidad de realizar procedimientos invasivos.
Uno de los aportes clave del modelo computacional es que permite identificar con exactitud qué partes de la molécula generan la respuesta lumínica. Según sus autores, este tipo de análisis no podría realizarse con los métodos de estudio tradicionales.
“Esa respuesta óptica que vemos en la simulación la podemos correlacionar con propiedades moleculares que, en un experimento, serían imposibles de medir. Y una vez que entendemos esos mecanismos, podemos manipular la molécula para mejorar su comportamiento”, explicó Sosa.
Aunque el estudio aún se encuentra en una etapa básica, el equipo colabora con otros grupos del CONICET que desarrollan modelos experimentales in vitro, lo que permitiría avanzar hacia aplicaciones clínicas. Además, siguen explorando nuevas moléculas del espectro infrarrojo con potencial diagnóstico, especialmente para condiciones que alteran la actividad eléctrica del organismo.
“La ciencia básica requiere tiempo, esfuerzo y muchas pruebas para llegar a resultados que luego puedan ser aplicados. Pero es justamente ese recorrido el que permite que un conocimiento termine ayudando a detectar fenómenos que actualmente son imposibles de registrar”, subrayó Sosa.
El equipo de trabajo está dirigido por Vanesa Galassi y lo integra, además, el grupo liderado por Mario del Pópolo, ambos investigadores del CONICET. También participaron Andrés Bertoni (FCEN-UNCUYO) y Cristián Sánchez, investigador del CONICET en el ICB, quienes contribuyeron al desarrollo y aplicación de los métodos teóricos utilizados para el análisis.