En el año 2015, el 5% de las muertes registradas a nivel mundial se debieron a una sola enfermedad, la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC), una dolencia pulmonar progresiva y potencialmente mortal que puede predisponer a padecer otras enfermedades respiratorias. Es importante señalar que la EPOC es prevenible pero no curable. Según la Organización Mundial de la Salud, en el año 2016 los casos de EPOC llegaron a 251 millones. Entre los casos mortales, más del 90 % se producen en países en vías de desarrollo.
Para hacernos una idea, es la primera causa de muerte en Nepal, por delante de las enfermedades cardiovasculares, diabetes y cáncer. En este país, en los últimos veinte años, la incidencia de la EPOC se ha duplicado.
El principal factor de riesgo de la EPOC es la exposición al humo del tabaco tanto para fumadores activos como pasivos. Sin embargo, esta no es la única causa, la exposición al aire contaminado, como el que podemos encontrar en los países industrializados en vías de desarrollo, recordad las imágenes de ciudades de China hipercontaminadas.
Los síntomas de la enfermedad suelen ser dificultad para respirar y tos crónica con crisis que, además de poder durar semanas, pueden requerir hospitalización y llevar hasta la muerte del paciente.
A pesar de que la EPOC no tiene cura el tratamiento, tanto farmacológico como con fisioterapia, alivia sus síntomas mejorando la calidad de vida de los pacientes y aumentando su esperanza de vida.
A día de hoy la EPOC se diagnostica mediante pruebas que miden la capacidad pulmonar del paciente, sin embargo, una detección precoz de la enfermedad, por las características de la misma, ayudaría mucho a mejorar la calidad de vida de los pacientes con esta enfermedad.
Es aquí donde entra la idea del proyecto en el que estoy trabajando ahora mismo, la miniaturización de una técnica de imagen ampliamente conocida en diagnóstico médico, la Tomografía de Coherencia Óptica, (conocida como OCT por las siglas en inglés). La OCT se basa en la interferencia de dos haces de luz, tiene una penetración de unos tres milímetros (dependiendo del tejido y de la longitud de onda de la luz que escojamos) con resolución en los micrómetros.
La OCT es utilizada como técnica de diagnóstico en varias áreas de la medicina que tratan tejidos que son fácilmente accesibles por la luz, como la oftalmología donde se utiliza para diagnosticar glaucoma (enfermedad que causa la pérdida progresiva de la visión) o también el sistema vascular. En este último caso se utiliza una sonda para introducirse en las arterias y poder diagnosticar dolencias cardiovasculares.
Al igual que en el caso del sistema cardiovascular, se puede utilizar una sonda que se introduzca por la tráquea y vaya bajando por los conductos respiratorios para diagnosticar EPOC. Sin embargo, el diámetro de los conductos respiratorios se va estrechando de manera que, en el momento de poder realizar el diagnóstico por esta técnica, la enfermedad ya está en un estado bastante avanzado.
Por ese motivo, la miniaturización de la técnica es tan importante. En mi proyecto estamos integrando todos los componentes del interferómetro de OCT en un chip de silicio, como los que se utilizan en telecomunicaciones, con un tamaño menor de un milímetro y que por lo tanto sería capaz de llegar a los bronquiolos más estrechos de diámetro, acelerando así el diagnóstico de la EPOC.
Entre los retos a los que nos enfrentamos en el proyecto se encuentra la integración de la fuente de luz en el propio chip, construir imágenes 3D con un chip sin partes móviles o conseguir sacar la señal del pulmón para reconstruir las imágenes en un ordenador.
Nuestro objetivo, como en la película de nuestra infancia, es, de alguna manera, miniaturizar al médico para conseguir un diagnóstico de las enfermedades más barato, rápido y menos intrusivo para el paciente. Además, como el dispositivo en el que trabajamos es de un tamaño muy pequeño, es fácilmente transportable, consiguiendo que los pacientes no se tengan que desplazar a un hospital. Gracias a este dispositivo, podría ser el propio médico quien vaya a localidades remotas para diagnosticar a personas cuyas circunstancias imposibiliten viajar hasta un hospital, como podría ser el caso de zonas montañosas de Nepal.
En nuestro proyecto todavía tenemos mucho trabajo por hacer para conseguir nuestro objetivo, sin embargo, no descansaremos hasta tenerlo; los científicos a veces somos muy cabezotas.
Más información:
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/chronic-obstructive-pulmonary-disease-(copd)
Mathers CD, Loncar D (November 2006). «Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030». PLoS Medicine. 3 (11): e442.
Roleder T, et al. (2015) The basics of intravascular optical coherence tomography. Postępy w Kardiologii Interwencyjnej = Advances in Interventional Cardiology 11(2):74-83.
Entrada de: Dr Laura Martínez Maestro, Investigadora postdoctoral en la Universidad de Manchester Delegación de Northwest.
