El sensor nanotecnológico para diagnosticar cáncer de mama está cada vez más cerca

Ximena Torres 

Con un modelo matemático programado y nanosensores listos, el equipo interinstitucional que busca contribuir a la detección oportuna del cáncer de mama está cada vez más cerca de desarrollar una herramienta útil para clínicas y hospitales. Los integrantes del proyecto están próximos a construir categorías accesibles para que profesionales de la salud ofrezcan diagnósticos certeros por medio de esta tecnología y muestras de plasma sanguíneo.   

Gesuri Morales Luna, director del Departamento de Física y Matemáticas de la Ibero CDMX, y Brenda Hernández Villegas, estudiante de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería de la misma universidad, visitaron el ITESO para presentar avances de este trabajo: el análisis del espectro molecular realizado a través de técnicas ópticas.  

Esa parte del proyecto se complementa con la construcción del sistema nanométrico periódico (que funciona como superficie del sensor donde se pone la muestra clínica) en los laboratorios del ITESO, y con el trabajo de la Ibero León en el área médica para el procesamiento de muestras clínicas, entre ellas, las de mujeres con cáncer de mama.  

A partir de los “sensados” experimentales hechos en la Ibero CDMX, Brenda Villegas dijo: “Sí tenemos variaciones significativas en el ángulo crítico y los índices de refracción para todas las muestras. Pero a un médico no le vamos a dar una gráfica, entonces lo que tenemos que hacer es una categorización de los índices de refracción que sea una herramienta útil en el área médica, para que las muestras nuevas caigan en alguno de los índices de refracción y podamos decir si es cáncer y en qué etapa”. 

En su presentación, la estudiante de maestría de la Ibero recordó la relevancia de la innovación. En 2024 el cáncer de mama fue la primera causa de causa de muerte por tumores malignos en México. Se estima que 70 por ciento de las pacientes comienzan su tratamiento médico en la etapa tres o cuatro de la enfermedad, lo que limita sus opciones. La mamografía, aunque es el estándar de oro para detectarla, implica limitaciones de costo y accesibilidad, por lo que resulta pertinente buscar nuevos métodos de diagnóstico.  

Los avances y detalles del proyecto 

Uno de los fenómenos más relevantes para entender la ciencia detrás del proyecto es la resonancia de plasmón superficial. Este consiste en el movimiento colectivo de electrones sobre una lámina metálica delgada cuando estos interactúan con la luz a cierto ángulo de incidencia. La excitación de los electrones imprime una “huella dactilar” que depende de la interfaz y las biomoléculas expuestas a la luz. 

“Lo que nosotros hacemos es situar nuestros campos eléctricos y magnéticos en una interfaz y lo que se analiza es cómo se refleja y cómo se transmite esa onda superficial electromagnética”, dijo Morales. A ese reflejo y transmisión se le llama índice de refracción y es una propiedad óptica observable en el laboratorio. 

Para desarrollar la interfaz ideal, una de las primeras tareas encomendadas a Morales fue el desarrollo y la programación de un modelo matemático basado en el método de matriz de transferencia, pues el dispositivo o chip resultante sería una superficie de varias capas alternadas de un metal y un material dialéctico. 

Así se constituiría el sistema nanométrico periódico, cuya construcción quedó en manos de América Milanés, egresada de la Ingeniería en Nanotecnología del ITESO y asistente académica del Departamento de Matemáticas y Física (Dmaf); Édgar Briones Hernández, académico del mismo departamento, y Aline Rockenzahn, estudiante de la Ingeniería en Nanotecnología. 

El dispositivo fabricado viaja desde Guadalajara hasta la Ciudad de México, en donde Brenda Villegas se dedica a unirlo a las muestras de 10 microlitros de plasma sanguíneo de las pacientes. Luego, la académica de la Ibero expone ambos elementos a la luz y caracteriza las longitudes y pendientes de las ondas electromagnéticas generadas, con el fin de identificar las diferencias entre aquellos casos de control y los de las mujeres con cáncer.  

Esto es posible porque el material biológico sufre modificaciones debido a las enfermedades y, por lo tanto, actúa distinto ante la luz. 

Por el potencial que tiene, el proyecto Desarrollo de un Sensor Nanotecnológico para la Detección Oportuna del Cáncer de Mama recibió recursos del Fondo de Apoyo a la Investigación del ITESO y de la Convocatoria de Investigación Científica, Humanista y Tecnológica del Sistema Universitario Jesuita (SUJ). En los próximos meses las experimentaciones continuarán con más muestras de plasma para llegar a un “mapa” de índices de refracción que sea útil para el diagnóstico médico.