Quién es Quién
El Consejo Científico Asesor: Ilias Tatchtsidis
Ilias Tachtsidis es profesor de ingeniería biomédica en el University College London (UCL). Es miembro sénior del Laboratorio de Investigación de Óptica Biomédica y dirige el grupo de Espectroscopía Multimodal y Metabolight. Su equipo está desarrollando nuevos instrumentos y técnicas òpticas de monitorización para aplicaciones médicas, que usan las propiedades ópticas de los cromóforos naturales – las moléculas responsables del color, como la hemoglobina. Mediante el uso de radiación segura y no ionizante, pueden usarse junto a la cama de los pacientes y proporcionar información útil.
El pasado mes de noviembre tuvimos la oportunidad de charlar con el Prof. Tachtsidis sobre la ciencia y tecnologías que están desarrollando. Tachtsidis nos explica cómo se sumó al consejo científico asesor y nos da su visión sobre la creciente comunidad de investigadores que trabajan en la espectroscopia del infrarrojo cercano, un método de obtención de imágenes del cerebro que mide la absorbancia de la luz y puede proporcionar una medición indirecta de la actividad cerebral.
Lo primero de todo, ¿cómo te involucraste en TinyBrains?
Ilias Tachtsidis: Conozco a Turgut desde que estaba en el laboratorio de Penn en los EE. UU., y ahora ambos somos parte de la comunidad de científicos que trabajan con espectroscopia del infrarrojo cercano. Normalment colaboramos en bastantes solicitudes de subvenciones, y ahora también tenemos una como parte de mi beca del Consejo de Investigación Médica aquí en el Reino Unido.
Ha mencionado que es parte de la comunidad de investigadores que trabajan en espectroscopia de infrarrojo cercano, ¿en qué están trabajando ahora mismo?
I.T. La espectroscopia del infrarrojo cercano es realmente un paraguas para otras muchas tecnologías. En lo que hemos estado trabajando se llama espectroscopia de infrarrojo cercano de banda ancha, que significa que hay múltiples longitudes de onda de luz. En nuestro laboratorio, estamos tratando de medir no solo la oxigenación y la hemodinámica en el cerebro, sino también el metabolismo. Tratamos de cuantificar más cromóforos en el tejido cerebral, más allá de la hemoglobina que transporta el oxígeno. También estamos tratando de monitorear una molécula en las mitocondrias que usa el oxígeno para producir energía. Y para eso, necesitamos este tipo particular de tecnología.
¿Os centráis en alguna condición médica o grupo en concreto?
I.T. Nuestro trabajo abarca diferentes áreas, pero durante los últimos 10 años nos hemos centrado en los recién nacidos, en particular en aquellos que nacen con una afección llamada encefalopatía neonatal. En esta enfermedad, durante el parto de los bebés o en el útero, el flujo de sangre al cerebro del bebé se detiene, causando una lesión cerebral que llamamos isquemia hipóxica. Esto significa que no hay suficiente flujo de sangre ni oxígeno como para satisfacer las necesidades del cerebro. Una vez que estos bebés nacen, son azules y necesitan oxígeno para comenzar a respirar. Pero el daño inicial en el cerebro ya ha ocurrido, por lo que entonces el problema es: ¿Cómo medimos este daño? Tendríamos que cuantificarlo lo antes posible, para poder informar a nuestros colegas médicos. ¿Podemos evitar lesiones secundarias? Y ahí es cuando entra nuestra tecnología. Como es una tecnología a pie de cama, intentamos medir el cerebro y brindar la información al equipo médico lo antes posible, unas tres horas después del nacimiento.
¿Puede esa tecnología escanear todo el cerebro?
I.T. ¡Es una muy buena pregunta! La condición de la que estaba hablando es una patología global, por lo que afecta a todo el cerebro. Tenemos algunos instrumentos que pueden observar dos o tres lugares concretos, pero también tenemos otros que pueden mapearlo entero. A veces los usamos, tratando de ver si podemos identificar si hay algunos sitios que se han visto más afectados que otros. Por ejemplo, muchos de estos bebés desarrollan una condición que se llama parálisis cerebral, por lo que sabemos que una gran parte de la lesión está en el área del cerebro que controla la función motora. Las unidades de cuidados intensivos neonatales son un área muy sensible, por lo que debemos poder monitorear a los bebés fácilmente y brindar información lo antes posible. Tratamos de equilibrar dos cosas; por un lado, que sean fáciles de usar, y por otro, que nos den la información clínica adecuada.
¿Estáis tratando de obtener datos en tiempo real?
I.T. Sí. La información se recopila en tiempo real en el ordenador. Lo importante es cómo tratamos esa información. Una cosa es la recolección de los datos, y otra es cómo transformamos o traducimos esos datos en información clínica porque eso es lo que necesitan los médicos. Por ejemplo, hace poco hemos identificado un muy buen marcador de la función cerebral, que es la relación entre la oxigenación del cerebro y sus señales metabólicas. Creemos que esto funciona como un biomarcador para bebés dentro de unas pocas horas-días después del nacimiento. Ese es el desafío que tenemos, construir equipos que no interfieran con la atención clínica y recopilen los datos de manera que también brinden información al equipo médico, para que les permita actuar y comunicarse con las familias.
¿Esta tecnología está disponible en las unidades de cuidados intensivos neonatales?
I.T. Hemos estado usando esta tecnología en particular durante aproximadamente ocho años y hemos medido a más de 100 bebés. Ahora mismo estamos todavía recopilando datos, y nuestro enfoque sigue siendo las primeras horas y días de vida de os bebés. Nuestro equipo clínico de neonatólogos en el Hospital University College of London ha sido fundamental en el despliegue y uso de nuestras tecnologías y técnicas.
¿Cree que esta tecnología podría suponer una mejora respecto a las que ya existen?
I.T. Mi hipótesis es que la combinación de las medidas te da más información que la suma individual de estas medidas. El desafío que tenemos como ingenieros es cómo hacer para que estos instrumentos combinen las mediciones de oxigenación con las del flujo sanguíneo y el metabolismo, que son los tres marcadores que los equipos médicos usan. Por lo tanto, debemos proporcionarles un equipo que no sea muy intrusivo, de manera que recopile las mediciones para brindar la información clínica. Cómo lo hacemos en términos de matemáticas, señales e ingeniería es otro desafío que tenemos para elegir las herramientas para pasar de la integración de datos a la información clínica real. Una de las subvenciones de colaboración que tuvimos, financiada por el Consejo de Investigación Médica del Reino Unido, fue para desarrollar la espectroscopia de infrarrojo cercano de banda ancha y la espectroscopia de correlación difusa, el método desarrollado por Turgut en ICFO. Actualmente se está probando en bebés recién nacidos con encefalopatía neonatal en las UCI de los Hospitales del University College London o UCLH.
Además de la atención clínica, ¿estáis trabajando en ciencia básica?
I.T. Sí, también hacemos mucho trabajo preclínico, porque creo que es necesario establecer una línea de base antes de comenzar a transferir la tecnología a la clínica. Necesitamos entender cómo nuestras mediciones se relacionan con las que el equipo médico conoce, y qué pueden decirnos sobre los mecanismos de acción. Por ejemplo, si hablo con los médicos y les digo que mido el metabolismo, me preguntarán cómo lo hago. Si entonces les digo que mido la oxidación en las mitocondrias, algunos de ellos recordarán las lecciones de bioquímica en la universidad y dirán oh sí, sé lo que es eso. Pero no entenderán cómo se relaciona esa medida con otras que quizás conozcan mejor y usen habitualmente -por ejemplo medir ATP, fosfocreatina o fosfato inorgánico, etc. Es decir, puede que no sepan concretamente cuál es nuestra medida. Por lo tanto, gran parte de nuestro trabajo es establecer esta línea de base y brindar información útil sobre cómo nuestras mediciones se relacionan con otras, como la espectroscopia de resonancia magnética o las tomografías por emisión de positrones.
¿Crees que habrá alguna otra aplicación para estas tecnologías en el futuro?
I.T. Definitivamente hay potencial para observar los accidentes cerebrovasculares en adultos. También creo que hay una oportunidad para aplicarlas en la cirugía cardíaca de adultos, creo que el cerebro cambia cuando te sometes a un bypass cardíaco y que nuestra tecnologia puede ofrecer un biomarcador interesante relacionado con la función cognitiva. Además, tanto la cirugía cardíaca como los accidentes cerebrovasculares afectan a gran parte de la población adulta. Otra área en la que creo que podemos ofrecer algo es la demencia y la enfermedad de Alzheimer, donde hay hipótesis que relacionan el mecanismo de acción de la enfermedad con problemas vasculares, por lo que nuevamente se trataría de proporcionar marcadores tempranos.
Dos de los dispositivos de espectroscopia de infrarrojo cercano de banda ancha se encuentran actualmente en Suiza, para analizar el deterioro cognitivo, y en Alemania, para estudiar la enfermedad de Parkinson. También han prestado dispositivos a Columbia para analizar los trastornos de salud mental, en particular la esquizofrenia y la ansiedad, y a Sidney, donde están haciendo cirugías cardíacas en niños. En Reino Unido, están estudiando temas como las convulsiones hospitalarias, la epilepsia, la esclerosis múltiple y las patologías de la retina en adultos. También investigan el desarrollo de bebés y niños pequeños.
