En realidad, los humanos tenemos sentidos deficientes en comparación con otros animales. Por ejemplo, los perros huelen mucho mejor, algunas aves perciben el campo magnético terrestre y las mariposas pueden percibir muchos más colores, incluida la luz ultravioleta. Y es precisamente con esta última con la que pueden ayudarnos a detectar el cáncer.
Inspirándose en las propiedades especiales de la mariposa Papilio xuthus, los científicos han desarrollado un sensor de imagen capaz de “ver” la luz ultravioleta que el ojo humano no puede percibir. El sensor funciona mediante fotodiodos y nanocristales de perovskita (más adelante hablaremos de ello) capaces de percibir distintas longitudes de onda de la luz ultravioleta. Así pueden detectarse determinados marcadores biomédicos, más frecuentes en las células cancerosas que en las sanas. Así, el sensor consigue diferenciar las células cancerosas de las normales con un 99 % de certeza.
Tres tipos de luz UV
La luz ultravioleta es una radiación electromagnética con longitudes de onda más cortas que la luz visible, pero más largas que los rayos X. Por supuesto, la conocemos sobre todo como luz ultravioleta. Por supuesto, la conocemos principalmente como la parte dañina de los rayos solares, pero existen tres tipos de luz UV, basados en diferentes longitudes de onda: uva, uvb y uvc.
Los humanos no podemos ver la luz UV, y mucho menos las diferencias entre los tres tipos. Las mariposas, sin embargo, pueden percibir estas pequeñas variaciones en el espectro UV. “Es intrigante cómo pueden ver diferencias tan pequeñas. La luz ultravioleta es increíblemente difícil de captar, simplemente es absorbida por todo, y las mariposas son capaces de hacerlo extremadamente bien”, afirma Viktor Gruev, profesor de la Universidad de Illinois.
Es el número de fotorreceptores, o células sensibles a la luz, lo que hace que las mariposas perciban tan bien la luz ultravioleta: los humanos tienen tres (para el rojo, el verde y el azul), las mariposas tienen al menos seis. Papilio xuthus, una mariposa asiática de cola de golondrina, por ejemplo, tiene receptores no solo para esos tres colores, sino también para el violeta, el ultravioleta y la banda ancha. También tienen pigmentos fluorescentes que les permiten convertir la luz ultravioleta en luz visible que luego pueden percibir fácilmente con sus fotorreceptores, que además tienen una estructura única en capas. Esto les permite percibir un grupo mucho mayor de colores y muchos más detalles de su entorno.
Para reproducir los fotorreceptores lo más fielmente posible, los investigadores combinaron una fina capa de nanocristales de perovskita (un mineral que también se utiliza en paneles solares) con una matriz de capas de fotodiodos de silicio, que producen corriente cuando la luz incide sobre ellos.
Detectar células cancerosas
Pero, ¿cómo se utiliza esto para detectar células cancerosas? Ciertos marcadores biomédicos son más abundantes en el tejido canceroso que en las células sanas. Piense en aminoácidos, proteínas y enzimas. Al absorber la radiación UV, estos marcadores emiten a su vez luz, algo que se denomina autofluorescencia.
Como las células cancerosas y las sanas tienen concentraciones distintas de ciertos marcadores y, por tanto, también se hacen visibles por la luz UV de forma diferente, es posible distinguir estos dos tipos de células. Los investigadores probaron su nueva tecnología y consiguieron diferenciar las células cancerosas de las sanas con un 99 % de certeza.
Más aplicaciones
“La obtención de imágenes con luz ultravioleta seguía siendo difícil y ese era el mayor escollo para el progreso científico”, explica el profesor Shuming Nie. “Ahora tenemos esta nueva tecnología con la que podemos obtener imágenes de luz UV con un alto grado de sensibilidad y también distinguir entre pequeñas diferencias de longitud de onda”.
Los investigadores prevén que el sensor podría ser de gran utilidad durante las operaciones. Uno de los mayores retos de la cirugía oncológica es determinar la cantidad de tejido que hay que extirpar para asegurarse de que todo ha desaparecido. El sensor podría ayudar al cirujano a tomar decisiones a la hora de extirpar un tumor. “Esta nueva tecnología de imagen permite distinguir entre células cancerosas y sanas, pero también tiene otras aplicaciones interesantes”, añade Nie. Por ejemplo, cada vez más especies animales son capaces de ver la luz ultravioleta. Que ahora se pueda detectar esta luz ofrece a los biólogos la posibilidad de aprender más sobre estas especies.