Científicos de la Universidad de Columbia, en colaboración con investigadores de Harvard, han logrado desarrollar un proceso químico que absorbe la luz infrarroja y la devuelve como luz visible, permitiendo que una radiación inocua penetre en los tejidos vivos, sin los posibles daños causados por una exposición a una luz de alta intensidad.
“El hallazgo es realmente emocionante porque hemos podido realizar una serie de transformaciones químicas complejas que generalmente requieren luz visible de alta energía usando una fuente de luz infrarroja no invasiva. Estos resultados son muy prometedores para mejorar el alcance y la eficacia de las terapias fotodinámicas, cuyo potencial real para el tratamiento contra el cáncer todavía no se ha podido materializar”, declaró Tomislav Rovis, profesor de química en Columbia y coautor del estudio.
Los científicos han intentado durante mucho tiempo resolver el problema de cómo obtener luz visible para penetrar en la piel y la sangre sin dañar los órganos internos o tejidos sanos. Las terapias fotodinámicas (TFD), utilizadas para tratar algunos cánceres, emplea un “medicamento” especial, llamado fotosensibilizador, que se activa mediante la luz para producir una forma altamente reactiva de oxígeno que puede matar o inhibir el crecimiento de las células cancerosas. La terapia fotodinámica actual se limita al tratamiento de cánceres localizados o de superficie, gracias a esta nueva investigación se podrían llevar estas terapias a áreas del cuerpo que antes eran inaccesibles.
“En lugar de envenenar a todo el cuerpo con un medicamento que causa la muerte tanto de células sanas como las malignas, un medicamento no tóxico combinado con luz infrarroja podría atacar selectivamente el lugar del tumor e irradiar solamente a las células cancerosas”, señala Rovis.
El equipo de investigación, del que forman parte Luis M. Campo, profesor asociado de química en Columbia, y Daniel M. Congreve del Instituto Rowland en Harvard, llevó a cabo una serie de experimentos con pequeñas cantidades de un novedoso compuesto que, cuando es estimulado por la luz, puede mediar en la transferencia de electrones entre moléculas que de otra forma reaccionarian más lentamente o incluso no reaccionarian.
Este enfoque, conocido como conversión ascendente de fusión triplete, implica una cadena de procesos que esencialmente fusiona dos fotones infrarrojos en un solo fotón de luz visible. La mayoría de tecnologías solamente captura luz visible, lo que significa que el resto del espectro de la luz solar es desperdiciado.
“Con esta tecnología, pudimos ajustar la luz infrarroja a las longitudes de onda necesarias y más largas que nos permitieron pasar de manera no invasiva a través de una amplia gama de barreras, como el papel, moldes de plástico, sangre y tejidos”, explica Campos. Los investigadores incluso pulsaron la luz a través de dos tiras de tocino envueltas alrededor de un matraz.
La tecnología podría tener un impacto de gran alcance. Esta terapia de luz infrarroja puede ser empleada en el tratamiento de una serie de enfermedades y afecciones, que incluyen lesiones cerebrales traumáticas, nervios y médulas espinales dañadas, pérdidas de audición, así como el cáncer.
Los investigadores actualmente están probando tecnologías de conversión de fotones en sistemas biológicos adicionales. «Esto abre oportunidades sin precedentes para cambiar la forma en que la luz interactúa con los organismos vivos», dijo Campos. «De hecho, en este momento estamos empleando técnicas de conversión ascendente para la ingeniería de tejidos y la administración de fármacos».
Créditos imagen: Melissa Ann Ashley
