Esta nanopartícula detecta tumores dentro de tu cuerpo

¿Y si pudiéramos encontrar tumores cancerosos años antes de que nos puedan hacer daño, sin unidades de detección caras o incluso una fuente de electricidad constante? La médica, bioingeniera y emprendedora Sangeeta Bhatia conduce un laboratorio multidisciplinario que busca nuevas formas de comprender, diagnosticar y tratar las enfermedades humanas. Su objetivo: los dos tercios de las muertes por cáncer que afirma que son totalmente prevenibles. Con notable claridad, explica la ciencia que detrás de las nanopartículas complejas y comparte su sueño de una nueva y radical prueba de cáncer que podría salvar millones de vidas.

En el espacio que ocupaba un transistor,

ahora podemos colocar
mil millones de ellos.

Gracias a eso una computadora
del tamaño de una habitación

cabe ahora en su bolsillo.

Se podría decir que el futuro es pequeño.

Como ingeniera,

esta revolución de la miniaturización
en las computadoras me inspira.

Como médica,

me pregunto si podríamos usarla
para reducir las fatalidades

debido a una enfermedad con la mayor tasa
de crecimiento en el mundo: el cáncer.

Cuando digo esto,
lo que la mayoría cree oír

es que estamos trabajando
en curar el cáncer.

Y lo estamos, así es.

Resulta que tenemos una oportunidad
increíble de salvar vidas

gracias a la detección temprana
y a la prevención del cáncer.

A nivel mundial, más de dos tercios de
las muertes por cáncer son prevenibles

mediante los métodos que tenemos hoy
a nuestra disposición.

Cosas como vacunas, detección temprana
y por supuesto, dejar de fumar.

Pero incluso con las mejores
herramientas y tecnologías actuales

no podemos detectar algunos tumores

hasta 10 años después de su aparición

cuando su número quizás asciende
a 50 millones de células cancerosas.

¿Y si tuviéramos mejores tecnologías
de detección temprana

para estos tipos de cánceres letales

cuando todavía podrían ser eliminados
o justo antes de que se desarrollen?

Les diré cómo podría
la miniaturización llevarnos hasta allí.

Aquí se ve el típico microscopio
de laboratorio que usan los patólogos

para observar una muestra de tejido,

para una biopsia
o una prueba de Papanicolaou.

Este microscopio que vale USD 7000

lo usa alguien con años de especialización
para identificar células cancerosas.

Esta es una imagen enviada por una
colega mía de la Universidad Rice,

Rebecca Richards-Kortum.

Ella y su equipo han miniaturizado

ese microscopio en 10 partes de USD 1

que cabe en el extremo
de una fibra óptica

y esto significa que en lugar de tomar
una muestra de un paciente

y enviarlo al microscopio,

podemos traer el microscopio
al paciente.

y en lugar de esperar que un
especialista analice las imágenes,

una máquina puede distinguir entre
células normales y cancerosas.

Ahora bien, esto es importante

porque descubrieron al trabajar
en comunidades rurales,

que incluso cuando se dispone
de una unidad móvil de diagnóstico

que puede desplazarse
para realizar pruebas,

juntar muestras y enviarlas a un
hospital central para su análisis,

que días más tarde,
las mujeres a quienes llamaron

-- si los resultados de las pruebas
fueron negativos --

para pedirles que acudan al hospital,

la mitad no se presentó porque
no pueden permitirse el viaje.

Con un microscopio integrado
y el análisis por computador,

Rebecca y sus colegas pudieron
equipar una unidad móvil

configurada para la detección
y para tratamiento al mismo tiempo.

Eso significa que se puede hacer
un diagnóstico y tratar a la vez

de modo que nadie quede sin tratamiento.

Esto es solo un ejemplo de cómo la
miniaturización puede salvar vidas.

Como ingenieros, vemos esto
como una simple miniaturización.

Se trata de una cosa
grande hecha pequeña,

pero lo que les dije antes
sobre las computadoras

es que transforman nuestras vidas

cuando son lo suficientemente pequeñas
para llevarlas a todas partes.

Y ¿cuál es el equivalente de dicha
transformación en el campo médico?

Bueno, ¿y si tuvieran
un detector tan pequeño

que pudiera circular
por dentro de su cuerpo,

encontrar el tumor por sí mismo

y enviar una señal al mundo exterior?

Suena un poco a ciencia ficción

pero, en realidad, la nanotecnología
nos permite hacer precisamente eso.

La nanotecnología nos permite reducir
las partes componentes de un detector

-- del grosor de un cabello humano,
es decir, 100 micrones --

reducirlas mil veces,
hasta los 100 nanómetros.

Y eso tiene profundas consecuencias.

Sabemos que a nanoescala, los materiales
cambian sus propiedades.

Un material como el oro,

molido y transformado en polvo,
en nanopartículas de oro,

cambia su color de dorado a rojo.

Un material más exótico
como el seleniuro de cadmio

-- un cristal de gran tamaño
y de color negro --

hace brillar sus nanocristales al ponerlos
en un líquido y bajo una fuente de luz:

y se ve azul, verde,
amarillo, naranja, rojo,

todo depende solo de su tamaño.

¡Es increíble!

¿Se imaginan un objeto
similar en el mundo macro?

Es como si todos los vaqueros
de algodón que tienen en su armario

pudieran cambiar de color
solo por cambiar de talla.

(Risas)

Como médica, lo interesante para mí

es que no solo el color de los materiales
es lo que cambia a nanoescala;

sino que la manera de viajar
por el cuerpo también cambia.

Y esta es la observación que usaremos
para mejorar la detección tumoral.

Les mostraré lo que quiero decir.

Este es un vaso sanguíneo
rodeado por un tumor.

Inyectaremos nanopartículas
en el vaso sanguíneo

para observar cómo pasan
del sistema circulatorio al tumor

ya que muchos de los vasos sanguíneos
rodeados por tumores presentan fugas

y las nanopartículas pueden filtrarse
de la circulación sanguínea en el tumor.

La filtración depende de su tamaño.

Así pues, en esta imagen,

las partículas más pequeñas de color azul,
de cientos de nanómetros, se filtran,

mientras que las mayores, de color
rojo y de unos 500 nanómetros,

siguen atrapadas
en el torrente sanguíneo.

Como ingeniera, esto significa

que el tamaño de un material
que construyo

puede cambiar el lugar
de su destino en el cuerpo.

Mi laboratorio diseñó recientemente
un detector tumoral tan pequeño

que puede viajar dentro del cuerpo
para detectar tumores.

Lo diseñamos para que oiga
una invasión tumoral:

la orquesta de señales químicas

que los tumores necesitan
producir para extenderse.

Para que un tumor rompa
el tejido donde se forma,

tiene que producir químicos
llamados enzimas

y con ellos abrirse paso
a través de los tejidos.

Estas nanopartículas están diseñadas
para ser activadas por estas enzimas.

Una enzima puede activar
mil reacciones químicas en una hora.

Para un ingeniero, es
una proporción de 1:1000,

o una forma de amplificación
que hace algo ultrasensible.

Así que hicimos un detector
ultrasensible al cáncer.

Pero ¿cómo hago que esta señal activada
se transmita al mundo exterior,

donde puedo tomar medidas?

Para ello, usaremos una vez más
la biología a nanoescala,

y esta vez tiene que ver con el riñón.

El riñón es un filtro.

Su función es filtrar la sangre
y eliminar los residuos con la orina.

Resulta que lo que el riñón filtra

también depende del tamaño.

Así pues, en esta imagen, se puede ver

cómo todo por debajo de los 5 nanómetros

pasa de la sangre,
a través del riñón, en la orina,

mientras que todo lo demás que
es más grande, queda retenido.

Así que si hago un detector de cáncer
de unos 100 nanómetros,

lo inyecto en el torrente sanguíneo,

para poder filtrarse en la tumor
y activar las enzimas tumorales

de modo que liberarán una pequeña señal

lo suficientemente pequeña
para ser filtrada por el riñón

y eliminada con la orina,

tendré una señal en el mundo
exterior que puedo detectar.

No obstante hay un problema más.

Esta es una señal tan diminuta

que no sé cómo detectar.

Bueno, la señal es solo una molécula.

Son moléculas diseñadas por los
ingenieros, completamente sintéticas,

así que podemos diseñarlas para que sean
compatibles con nuestra herramientas.

Si queremos usar un instrumento
muy sensible y lujoso

llamado espectrómetro de masas,

entonces diseñamos una molécula
que tenga una masa única.

O tal vez queremos hacer algo
más barato y portátil.

Entonces diseñamos moléculas
que pueden atraparse en papel,

como una prueba de embarazo.

De hecho, hay todo un mundo
de pruebas de papel disponibles

en lo que viene a llamarse
el campo de diagnóstico en papel.

Muy bien, ¿a dónde nos lleva todo esto?

Lo que estoy a punto de decirles,

es un sueño para mí, después de
una larga vida de investigación.

No puedo decir que sea una promesa;

es un sueño,

pero creo que todos tenemos que tener
sueños para animarnos a seguir adelante,

incluso, y quizás sobre todo,
los que investigan tumores.

Les diré lo que espero
que pase con mi tecnología,

y que junto con mi equipo
haremos todo lo posible

para hacer de esto una realidad.

Bien, aquí va:

sueño que un día,

en lugar de acudir
a un centro de diagnóstico caro

para una colonoscopía, una mamografía
o una prueba de Papanicolaou,

se pueda inyectar una vacuna,
esperar una hora,

y hacerse un análisis de orina
en una tira de papel.

Me imagino que esto incluso
podría ocurrir

sin necesidad de una fuente
de electricidad constante,

o un profesional médico presente.

Tal vez podrían estar disponibles

para conectarse con la ayuda
de un teléfono inteligente.

Sé que esto es un sueño,

pero en el laboratorio
esto ya funciona con los ratones,

y funciona mejor que
los métodos existentes

para la detección de tumores pulmonares,
y cánceres de colon y de ovario.

Y espero

que un día podamos detectar
tumores en pacientes

-- antes de que pasen esos
10 años desde su aparición --

en cualquier lugar, en todo el mundo,

y que esto lleve
a un tratamiento temprano

para poder salvar más vidas
de las que podamos hoy en día,

con la detección disponible.

Gracias.

(Aplausos)