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Un equipo de científicos en el que participa un docente del Instituto Balseiro desarrolló un novedoso método que permite generar nuevas formas de imágenes a partir de resonancia magnética nuclear (RMN). Así, los investigadores lograron mapear información morfológica de sistemas químicos y biológicos a una escala menor a la tradicional. El trabajo fue publicado en una de las revistas del grupo Nature, "Scientific Reports".

Fecha de publicación: 18/08/2017

La resonancia magnética nuclear es una técnica ampliamente utilizada en medicina. Permite realizar diagnósticos no invasivos de enfermedades como el cáncer o el Alzheimer. Sin embargo, no permite “observar” en escalas inferiores a las decenas o centenas de micrómetros. Un equipo de científicos de Argentina, Portugal e Israel presentó un nuevo método que sirve para complementar y mejorar las técnicas tradicionales.

“El nuevo método permite ver microestructuras en tejidos biológicos en situaciones que antes no podían ser vistas”, explicó uno de los autores del paper, el doctor en Física Gonzalo Álvarez, que es docente del Instituto Balseiro e investigador del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) en el Centro Atómico Bariloche (CAB). El trabajo fue publicado en la revista “Scientific Reports” de Nature (link al paper, aquí).

Una de las ventajas del nuevo método es que las muestras bajo estudio no deben ser rotadas, algo que implica una mayor comodidad y permitiría en el futuro utilizarlas con pacientes. Otros métodos no permiten todavía ser implementados con fines clínicos, ya que necesitan rotar al paciente o la muestra estudiada en varias direcciones espaciales para generar las imágenes.

La técnica de resonancia magnética nuclear implica el uso de imanes, que generan campos magnéticos y que permiten detectar y manipular núcleos atómicos, como los protones del agua que hay en las muestras bajo estudio. “El 70% de nuestro cuerpo está compuesto por agua, y el agua tiene protones que a su vez tienen un ‘espín nuclear’ que puede ser detectado con los equipos de RMN que hay en los hospitales”, detalló Álvarez.
“En el mundo cuántico, los espines actúan como la aguja de una brújula que se orienta con un campo magnético”, observó el científico, que realizó este trabajo con sus colegas Noam Shemesh, en Portugal, y Lucio Frydman, en Israel. Y agregó: “A los espines se los puede usar como ‘espías’ para observar dentro de los tejidos de nuestros órganos y así realizar diagnósticos médicos no invasivos”.

Álvarez, que es docente en la maestría en Física Médica del Instituto Balseiro, detalló que los espines son muy sensibles a las variaciones de los campos magnéticos. Esas variaciones dependen de la geometría y de los tamaños de las cavidades y poros de los tejidos. “Se nos ocurrió que podíamos usar esa propiedad de los espines, de alta sensibilidad a los cambios del campo magnético, para mapear la morfología de las estructuras”, explicó Álvarez. Eso, sumado a que las moléculas de agua se mueven aleatoriamente dentro de los tejidos, fue utilizado con éxito para explorar microestructuras de distintas muestras.

Álvarez regresó hace un año a Argentina para montar y llevar adelante un nuevo Laboratorio de Espectroscopia e Imágenes por Resonancia Magnética Nuclear en el Departamento de Física Médica de la Gerencia de Física de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) en el CAB. Previamente, hizo un posdoctorado premiado por la Fundación Alexander von Humboldt, en Alemania, y fue investigador sénior Marie Curie, un subsidio muy prestigioso de la comunidad europea, en el Instituto Weizmann, en Israel.

“Esperamos que esta nueva técnica para medir los tamaños y las morfologías de los poros y de las células ayuden a hacer diagnósticos médicos de enfermedades como el cáncer o el Alzheimer y a determinar la eficacia de los tratamientos médicos en vivo”, concluyó el científico.

Link al paper publicado en "Scientific reports" de Nature, aquí.

Link al blog de divulgación del Dr. Gonzalo Álvarez, aquí.

 

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San Carlos de Bariloche, 18/08/2017

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