Qui es Qui
El Consell Científic Assessor: Ilias Tatchtsidis
L’Ilias Tachtsidis és professor d’enginyeria biomèdica en la University College London (UCL). És membre sènior del Laboratori de Recerca d’Òptica Biomèdica i dirigeix el grup d’Espectroscopía Multimodal i Metabolight. El seu equip està desenvolupant nous instruments i tècniques òptiques de monitoratge per a aplicacions mèdiques, que usen les propietats òptiques dels cromòfors naturals – les molècules responsables del color, com l’hemoglobina. Mitjançant l’ús de radiació segura i no ionitzant, poden fer-se servir al costat del llit dels pacients i proporcionar informació útil.
El mes de novembre passat vam tenir l’oportunitat de xerrar amb el Prof. Tachtsidis sobre la ciència i tecnologies que estan duent a terme. Tachtsidis ens explica com es va sumar al consell científic assessor i ens dona la seva visió sobre la creixent comunitat d’investigadors que treballen en l’espectroscòpia de l’infraroig pròxim, un mètode d’obtenció d’imatges del cervell que mesura l’absorbància de la llum i pot proporcionar un mesurament indirecte de l’activitat cerebral.
Abans que res, com et vas involucrar en TinyBrains?
Ilias Tachtsidis: Conec al Turgut des que estava en el laboratori de Penn als EUA, i ara tots dos som part de la comunitat de científics que treballen amb espectroscòpia de l’infraroig pròxim. Normalment, col·laborem en moltes sol·licituds de subvencions, i ara també tenim una com a part de la meva beca del Consell de Recerca Mèdica aquí al Regne Unit.
Has esmentat que ets part de la comunitat d’investigadors que treballen en espectroscòpia d’infraroig pròxim. En què estàs treballant ara mateix?
I.T. L’espectroscòpia de l’infraroig pròxim és realment un paraigua per a moltes altres tecnologies. En el que hem estat treballant es diu espectroscòpia d’infraroig proper de banda ampla, que vol dir que hi ha múltiples longituds d’ona de llum. Al nostre laboratori, estem tractant de mesurar no només l’oxigenació i l’hemodinàmica en el cervell, sinó també el metabolisme. Intentem quantificar més cromòfors al teixit cerebral, més enllà de l’hemoglobina que transporta l’oxigen. També estem tractant de monitorar una molècula dels mitocondris que utilitza l’oxigen per a produir energia. I per a fer-ho, necessitem aquest tipus particular de tecnologia.
Us centreu en alguna malaltia o grup en concret?
I.T. El nostre treball engloba diferents àrees, però durant els darrers deu anys ens hem centrat als nadons, en particular en aquells que neixen amb una afecció anomenada encefalopatia neonatal. En aquesta malaltia, durant el part o a l’úter, el flux de sang al cervell del nadó s’atura causant una lesió cerebral que anomenem isquèmia hipòxica. Això vol dir que no hi ha prou flux de sang, ni oxigen, per a satisfer les necessitats del cervell. Quan aquests nadons neixen són blaus, i necessiten oxigen per començar a respirar. Però com que el dany inicial al cervell ja ha succeït, el problema és: Com fem per mesurar-lo? Hauríem de quantificar-lo com més aviat millor, per poder informar els metges. Podem evitar que hi hagi lesions secundàries? I és aquí quan entra la nostra tecnologia. Com que és una tecnologia a peu de llit, intentem mesurar el cervell i brindar la informació a l’equip mèdic l’abans possible, unes tres hores després del naixement.
Aquesta tecnologia pot escanejar tot el cervell?
I.T. És una molt bona pregunta! La condició que estava comentant és una patologia global, per tant afecta a tot el cervell. Tenim alguns instruments que poden observar dos o tres llocs concrets, però també en tenim d’altres que el poden veure sencer. De vegades els fem servir per veure si podem identificar uns llocs que s’hagin vist més afectats que uns altres. Per exemple, molts d’aquests nadons desenvolupen una condició anomenada paràlisi cerebral, i sabem que una gran part de la lesió és a l’àrea del cervell que controla la funció motora. Com que les unitats de cures intensives neonatals són una àrea molt sensible, hem de poder monitorar els nadons fàcilment i brindar informació el més aviat possible. Intentem equilibrar les dues coses; d’una banda, que siguin fàcils de fer servir, i de l’altra, que ens donin la informació clínica adequada.
Esteu intentant obtenir dades en temps real?
I.T. Sí. La informació es recopila en temps real a l’ordinador. El més important és com tractem aquesta informació. Una cosa és la recol·lecció de les dades, i una altra és com transformem o traduïm aquestes dades en informació clínica, perquè això és el que necessiten els metges. Per exemple, fa poc hem identificat un marcador molt bo de la funció cerebral, que és la relació entre l’oxigenació del cervell i els seus senyals metabòlics. Creiem que això funciona com un biomarcador per a nadons durant les poques hores-dies després del naixement. Aquest és el desafiament que tenim, construir equips que no interfereixin amb l’atenció clínica i recopilin les dades de manera que també ofereixin informació als metges, perquè els permeti actuar i comunicar-se amb les famílies.
Aquesta tecnologia està disponible a les unitats neonatals de cures intensives?
I.T. Hem estat fent servir aquesta tecnologia en particular durant aproximadament vuit anys i hem mesurat més de 100 nadons. Ara mateix estem encara recopilant dades, i el nostre enfocament continua sent les primeres hores i dies de vida dels nadons. El nostre equip de neonatòlegs a l’Hospital University College of London ha estat fonamental en el desplegament i l’ús de les nostres tecnologies.
Creus que aquesta tecnologia suposa una millora respecte a les que ja existeixen?
I.T. La meva hipòtesi és que la combinació de les mesures ens dona més informació que la suma individual d’aquestes mesures. El desafiament que tenim com a enginyers és com fem perquè aquests instruments combinin els mesuraments d’oxigenació amb els del flux sanguini i el metabolisme, que són els tres marcadors que els metges fan servir. A més, hem de proporcionar-lis equips que no siguin gaire intrusius. Com fer-ho en termes de matemàtiques, senyals i enginyeria és un altre repte que tenim per triar les eines per passar de la integració de dades a la informació clínica real. Un dels projecte de col·laboració que vam tenir, finançada pel Consell de Recerca Mèdica del Regne Unit, va ser per desenvolupar l’espectroscòpia d’infraroig proper de banda ampla i l’espectroscòpia de correlació difusa, el mètode desenvolupat per Turgut a l’ICFO. Actualment, s’està provant en nadons amb encefalopatia neonatal a les UCI dels Hospitals de la University College London o UCLH.
A més de l’atenció clínica, esteu treballant en ciència bàsica?
I.T. Sí, també fem molta feina preclínica, perquè crec que cal establir una línia de base abans de començar a transferir la tecnologia a la clínica. Necessitem entendre com els nostres mesuraments es relacionen amb els que l’equip mèdic coneix, i què ens poden dir sobre els mecanismes d’acció. Per exemple, si parlo amb els metges i els dic que mesuro el metabolisme, em preguntaran com ho faig. Si llavors els dic que mesuro l’oxidació als mitocondris, alguns recordaran les classes de bioquímica a la universitat i diran ah sí, sé el que és això. Però no entendran com es relaciona aquesta mesura amb altres que potser coneixen millor i fan servir habitualment, com per exemple mesurar l’ATP, la fosfocreatina o el fosfat inorgànic. És a dir, potser no saben concretament quina és la nostra mesura. Per tant, gran part de la nostra feina és establir aquesta línia base i aportar informació útil sobre com els nostres mesuraments es relacionen amb altres, com l’espectroscòpia de ressonància magnètica o les tomografies per emissió de positrons.
Creus que hi haurà alguna altra aplicació per a aquestes tecnologies en el futur?
I.T. Definitivament hi ha potencial per observar els accidents cerebrovasculars en adults. També crec que hi ha una oportunitat per aplicar-les a la cirurgia cardíaca d’adults, crec que el cervell canvia quan et sotmets a un bypass cardíac i que la nostra tecnologia pot oferir un biomarcador interessant relacionat amb la funció cognitiva. A més, tant la cirurgia cardíaca com els accidents cerebrovasculars afecten a gran part de la població adulta. Una altra àrea on crec que podem oferir alguna cosa és la demència i la malaltia d’Alzheimer, on hi ha hipòtesis que relacionen el mecanisme d’acció de la malaltia amb els problemes vasculars, i novament es tractaria de proporcionar marcadors primerencs.
Dos dels dispositius d’espectroscòpia d’infraroig proper de banda ampla són actualment a Suïssa, per analitzar el deteriorament cognitiu, i a Alemanya, per estudiar la malaltia de Parkinson. També han prestat dispositius a Columbia per analitzar els trastorns de salut mental, en particular l’esquizofrènia i l’ansietat, i Sidney, on estan fent cirurgies cardíaques en nens. Al Regne Unit estan estudiant temes com les convulsions hospitalàries, l’epilèpsia, l’esclerosi múltiple i les patologies de la retina en adults. També investiguen el desenvolupament de nadons i nens petits.
