Este proyecto es financiado por la National Science Foundation (NSF) de Estados Unidos y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), y en él participan la Universidad de California en Riverside, el INAOE, el CICESE y la UNAM.

El Dr. Rubén Ramos García, investigador líder por parte del INAOE, explica que el objetivo del proyecto “Ventanas al Cerebro” es desarrollar un implante transparente que permita monitorear y curar de manera no invasiva tumores y otro tipo de lesiones cerebrales. 

“Este tipo de material revolucionará los tratamientos, ya que esta cerámica es robusta y transparente, lo que permitirá el  acceso visual al tejido cerebral, convirtiéndolo en una excelente plataforma en el uso de la biomedicina, tanto de diagnóstico como de tratamiento”, subraya.

La participación del INAOE se centra en tres áreas: la terapia fotodinámica (PDT, por sus siglas en inglés), de la cual se encarga la Dra. Teresita Spezzia; la medición del flujo sanguíneo, a cargo del Dr. Julio César Ramírez San Juan, y pinzas ópticas, con el apoyo dos estudiantes de doctorado, Susana Torres Hurtado y Julián Ramírez Ramírez.

“Con el implante transparente se podrá monitorear el estado de salud del cerebro y tratar enfermedades, usando PDT por ejemplo, desde afuera sin necesidad de abrir el cerebro. Para evaluar la eficacia de la terapia fotodinámica, hay que medir el cambio en flujo sanguíneo del área tratada, ya que generalmente cuando hay un tumor hay una sobrevasculización y PDT afecta tanto a las células radiadas como a los vasos sanguíneos. En cuanto a pinzas ópticas, básicamente lo que estamos haciendo es evaluar cómo una célula que ha sido expuesta a terapia fotodinámica, es afectada por PDT. Estas son las tres grandes áreas que desarrollamos en el INAOE y forman parte del proyecto Ventanas al Cerebro”, añade el Dr. Ramos.

La Dra. Teresita Spezzia Mazzocco, postodoctorante del INAOE, coordina la investigación de terapia fotodinámica, tratamiento alternativo a los clásicos con fármacos. En este momento, la Dra. Spezzia y su equipo trabajan con hongos dermatofitos que causan problemas de piel, uñas y cabello. Introducen un colorante inocuo dentro de una célula y lo irradian con luz a una longitud de onda específica durante un tiempo determinado. De esta forma, el colorante alcanza tal grado de excitación, que reaccionan con los oxígenos que se encuentran dentro de la célula y estos se transforman en agentes altamente reactivos como oxígeno molecular singulete, peróxidos u superóxidos entre otros.

“Si se encuentra en mitocondrias, la pared de la mitocondria se ve dañada por el efecto de los peróxidos u otro tipo de radical y deja libres otras proteínas como el citocromo c que finalmente desencadenan procesos de muerte celular. PDT se ha aplicado ya en algunos tipos de cáncer, tratamientos de acné y algunas enfermedades de piel. Aún hay mucho por estudiar sobre los detalles moleculares de activación de la apoptosis o necrosis activados por PDT, sin embargo, ya es una alternativa para tratamientos de cáncer de piel, boca, esófago, cérvico-uterino próstata y pulmón, así como de infecciones microbianas resistentes a antibióticos”.

Por su parte, el Dr. Julio César Ramírez San Juan, encargado de la parte de medición de flujo sanguíneo, que se hace a través de una técnica no invasiva llamada laser speckle imaging: “Básicamente la idea es iluminar con luz láser la zona donde queremos medir el flujo sanguíneo, tomamos una secuencia de fotos y, a partir del análisis estadístico de estas fotos, hacemos mapas de flujo sanguíneo. Esta técnica también nos permite medir la oxigenación de la sangre en el cerebro. Estamos atacando el problema desde diferentes puntos de vista: el teórico, donde estamos trabajando en el modelo físico en el cual se basa la técnica; la aplicación de técnicas estadísticas para el análisis de las imágenes en colaboración con el Dr. Roger Chiu del Centro Universitario  de Lagos;  y en el procesamiento de imágenes en colaboración con la Dra. Hayde Peregrina, del INAOE."

El proyecto “Ventanas al cerebro” tendrá una duración de cinco años. En él participan también los doctores Guillermo Aguilar (lider del grupo binacional), Javier Garay, Lorenzo Mangolini, Masaru Rao, Huinan Liu y David Binder,  de la Universidad de California Riverside; el Dr. Santiago Camacho, del CICESE, y el Dr. Juan Hernández Cordero, del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM.