Diagnóstico mediante fluorescencia: nuevas alternativas en la detección de tumores

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Imagen: Código de colores de la fluorescencia de un carcinoma basocelular usando tablas de referencia. El  color rojo  corresponde a la máxima intensidad de fluorescencia y el  verde, a la más débil. Los puntos azules representan el límite clínico esperado de la lesión.

La fotografía se ha convertido en prueba de referencia habitual y parte importante de la práctica dermatológica. En la última década se han realizado avances importantes en la visualización directa de la piel. El dermatólogo clínico ya no se ve limitado en su exploración ocular y mediante palpación y biopsia. Se han desarrollado nuevos métodos de fotografía que emplean otras partes del espectro. La introducción de la fotografía digital nos permite analizar imágenes en un momento posterior con distintos abordajes y filtros. Estos nuevos métodos de visualización de la piel nos permiten ver todo lo que estaba oculto a nuestros ojos, dándonos la oportunidad de conseguir mejores resultados terapéuticos, diagnósticos más precoces y un seguimiento excelente de los pacientes. Sin embargo, un aspecto más importante es que los métodos de imagen han dado al dermatólogo por fin datos susceptibles de análisis que se pueden cuantificar. Aunque muchas de estas nuevas técnicas solo se han aplicado de momento en la investigación, algunas se han convertido en herramientas habituales para el uso clínico. Tal y como destaca la última edición de Diagnóstico por imagen en dermatología, entre los ejemplos de este tipo destacan el análisis y diagnóstico mediante fluorescencia.

Principios de la fluorescencia

La detección de la fluorescencia y la autofluorescencia se ha convertido en una herramienta diagnóstica en boga en dermatología. Se lleva empleando mucho tiempo y ha evolucionado para convertirse en un método con posibilidades viables de uso en la detección de tejidos aberrantes. La posibilidad de digitalizar las imágenes y analizarlas en distintas condiciones hace que esta herramienta sea aún más potente para el explorador y abre nuevas alternativas en la detección de tumores.

El diagnóstico mediante fluorescencia (FD) puede realizarse mediante medida:

  • Modo de monitorización puntual se obtiene todo el espectro de fluorescencia de un pequeño punto del tejido.
  • Modo imagen se monitoriza una zona más amplia, pero la fluorescencia se detecta en general con una resolución espectral muy inferior.

El FD en el tejido puede emplear diferencias en la autofluorescencia (la fluorescencia natural de la propia piel) entre el tejido normal y el patológico o bien usar la fluorescencia de una molécula de referencia o marcadora, que se acumula específicamente en los tumores y muestra una fluorescencia muy intensa.

Realce de la imagen

Tras obtener las imágenes, su análisis informático puede ayudar a mejorar la nitidez, medir la intensidad de la señal y aplicar colores específicos a las distintas intensidades, según las denominadas 'tablas de referencia'. Este moderno abordaje digital consigue una evaluación mucho mejor y más precisa de las imágenes. Un abordaje útil y viable es la separación de la fluorescencia y la autofluorescencia, que permite el aislamiento del espectro deseado. Se puede obtener un efecto parecido usando filtros de corte específicos delante de la lente de la cámara al obtener las imágenes. También se pueden utilizar cámaras con dispositivo de carga acoplada (CCD) para obtener imágenes. Según la longitud de onda deseada, se suele emplear una cámara CCD con distintos filtros. La intensidad se puede detectar en este caso en un área bidimensional. La cámara CCD se conecta con un ordenador para el análisis mediante programas de imagen. Los datos son imágenes en escala de grises y el valor de cada píxel se corresponde con el valor de la intensidad medida, que se puede convertir en una gama de colores predefinida para diferenciar mejor las distintas intensidades. Sería ideal definir un valor umbral para distinguir mejor los tejidos normales y neoplásicos.

Fluorescencia

Fluorescencia mediada por el metil éster del ácido aminolevulínico (MAL) de un carcinoma basocelular obtenida con un dispositivo portátil para estudios con fluorescencia que incorpora una cámara digital, una fuente de luz ultravioleta (UV) correspondiente a una luz LED y una fuente de alimentación.

La autofluorescencia

La autofluorescencia es la fluorescencia endógena de un tejido causada por varios fluoróforos distintos. Entre ellos se incluyen el colágeno y la elastina, como parte del tejido conjuntivo, el triptófano, como componente de la mayoría de las proteínas, y la nicotinamida adenina dinucleótido (NAD), como coenzima presente en todas las células vivas. La duración de la fluorescencia varía en función de los distintos cromóforos descritos y esta es la base de la diferenciación entre los distintos tejidos. Por ejemplo, el colágeno y la melanina tienen semividas muy cortas (0,2-0,4 ns) y la flavina, en el otro extremo de este espectro, tiene una semivida larga (3,5-5,2 ns). El espectro depende de la longitud de la onda de excitación y también viene condicionado por las propiedades ópticas del tejido, en el cual los fluoróforos no se distribuyen de un modo uniforme. Algunas sustancias que absorben con intensidad, como la hemoglobina, pueden reabsorber la luz fl uorescente emitida a determinadas longitudes de onda y modificar así el espectro de fluorescencia.  Se pueden distinguir los tejidos normales y enfermos a partir de las diferencias en estructura y metabolismo. Los fluoróforos metabólicos incluyen NAD reducido (NADH)-NAD+ y flavinas y fluoróforos estructurales, como el colágeno y la elastina. Mientras que el espectro de emisión de la autofluorescencia se localiza dentro del verde, el del ALA/MAL es rojo.  La ventaja del uso de la autofluorescencia en la delimitación del cáncer es que no se necesita aplicar una sustancia exógena, algo que puede exigir tiempo y es potencialmente lesivo.

La espectroscopia

El segundo método más utilizado para la detección de la fluorescencia es la espectroscopia. El análisis de la piel mediante espectrofotometría es un concepto relativamente novedoso. El concepto es barrer y analizar la luz que se refleja en la piel tras la exposición a una fuente de luz activadora. La espectroscopia de fluorescencia es una técnica muy sensible para la medición cualitativa y cuantitativa de los elementos que constituyen el tejido. Tradicionalmente, solo se han empleado de forma casi exclusiva los espectros de emisión de fluorescencia, aunque existen otras muchas propiedades de la emisión fluorescente que se pueden emplear para el diagnóstico, como, por ejemplo, diferencias en la longitud de onda de excitación máxima, y duración y polarización de la fluorescencia. Los espectrofotómetros más habituales emplean fuentes de luz del rango UV y visible del espectro y algunos de estos instrumentos también funcionan en la región del infrarrojo cercano. El espectrofotómetro realiza una comparación cuantitativa entre la luz emitida por la lesión y una referencia. La luz emitida y la luz reflejada son dirigidas hacia el espectrómetro, que transforma la luz en un «arcoíris» de longitudes de onda y se puede separar con facilidad la excitación y la emisión. La intensidad de la luz reflejada se mide con el espectrómetro con un fotodiodo u otro tipo de sensor lumínico y se compara el espectro con la referencia. Este método se aprovecha de los cromóforos, que se localizan en la piel y que son sustancias que absorben y reflejan la luz de distinta longitud de onda. Cada componente de la piel genera una emisión espectral distinta; posteriormente las diferentes emisiones se evalúan mediante reconstrucción informática. Luego se visualizan los datos obtenidos en unas curvas que muestran los valores exactos a las correspondientes longitudes de onda. Puede que este método no sea tan sencillo y rápido como las imágenes digitales o CCD convencionales, pero, si se combina con un dispositivo de barrido, aporta valores más exactos, que pueden compensar las limitaciones inherentes del FD. Entre las múltiples ventajas del FD, la más importante es que se puede emplear con facilidad para las investigaciones in vivo.

La utilización de fibra óptica permite acceder a la piel y también a órganos internos, como el cérvix o el pulmón. Además, se puede realizar una espectroscopia fluorescente usando otras técnicas de imagen, lo que reduce el tiempo que se tarda en realizar este tipo de estudios de fluorescencia, especialmente cuando se analizan regiones extensas.

La obra

Diagnostico por imagenDiagnóstico por imagen en dermatología contiene toda la información esencial para el empleo de las técnicas de imagen en el diagnóstico, tratamiento, monitorización y análisis de las enfermedades cutáneas, de la mano de un prestigioso equipo de expertos.

Cubre las más importantes técnicas de imagen diagnóstica empleadas en la especialidad, tanto desde un punto de vista clínico como por lo que respecta a las implicaciones de su uso en investigación.

Obra de fácil consulta gracias a la estructura clara y sistemática de la información, profusamente ilustrada. Aborda el diagnóstico por imagen de enfermedades como la queratosis actínica, el melanoma cutáneo, el carcinoma de células de Merkel, la hisdradenitis supurativa, etc.

Se dirige a dermatólogos clínicos y a investigadores en las áreas de dermatología, radiología, farmacéutica, biología molecular, diagnóstico y tratamiento del cáncer y biotecnología.

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