¿Puede la fibra óptica diagnosticar (incluso predecir) enfermedades?

Abián Bentor Socorro, profesor del área de Tecnología Electrónica del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación  de la Universidad Pública de Navarra (UPNA)

“Con la ayuda de la fibra óptica, la nanotecnología y biosensores podemos llegar a predecir si vas a padecer determinadas enfermedades”

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Es de sobra conocida la capacidad de la fibra óptica para transmitir datos: no podríamos navegar a alta velocidad a través de Internet sin ella. Sin embargo, sus múltiples facetas en el campo de la medicina permanecen más en la sombra. La fibra óptica, a través de impulsos de luz, es capaz de curarnos… e ir más allá logrando diagnosticar, e incluso predecir, enfermedades. Abián Bentor Socorro Leránoz, profesor de ingeniería en la Universidad Pública de Navarra e investigador en aplicaciones de fibra óptica y luz en el ámbito médico, nos ayuda a descubrir el potencial de la fibra óptica.

Cuando hablamos de fibra óptica…
…nos viene directamente a la cabeza el cable que nos trae a nuestras casas Internet. Sabemos que la fibra óptica propaga datos, pero lo que no sabemos es que sirve para curarnos. Podemos guiar su luz con diferentes intensidades y, por ejemplo, quemar o reparar tejidos, pero también, introducirla dentro del cuerpo a través de mínimas incisiones y operar, sin necesidad de abrir en canal al paciente. Es tan fina y flexible que nos permite llegar a ubicaciones del cuerpo humano que, de otro modo, sería muy complicado. Pero, además, podemos utilizar la fibra óptica para detectar enfermedades y saber si esa persona está sana o tiene una enfermedad.

Sabemos que, entre otros usos, la fibra óptica se emplea para eliminar varices o piedras del riñón, practicar endoscopias, realizar tratamientos de estética o hacer desaparecer tatuajes, pero ¿de qué manera es capaz de detectar enfermedades?
Empleando técnicas de química y nanotecnología y aplicando conocimientos de telecomunicaciones, podemos crear lo que se llaman “biosensores” ópticos. Con ellos somos capaces de recubrir la fibra óptica y generar fenómenos físicos que, luego, podemos medir, como absorción de luz, luminiscencia, interferometría o resonancias. Una vez generados estos fenómenos físicos, colocamos moléculas biológicas tales como anticuerpos, enzimas, proteínas o el propio ADN. En función de la relación unívoca que existe entre esas moléculas que depositamos en la fibra y aquellas para las que se sabe que están diseñadas, podemos llegar a descubrir si la persona está enferma o no y en qué estadío.

¿Puede la fibra óptica incluso predecir enfermedades, sin que se haya desarrollado la patología o exista el menor de los síntomas?
Así es. Somos genética y, dentro de nuestro código genético, están implementadas las enfermedades que podríamos llegar a sufrir en un futuro que, a veces, se manifiestan, y a veces, no. A través de un biosensor de fibra óptica podemos llegar a saber si tenemos predisposición a una enfermedad o vamos a llegar a padecerla. Si existe una manifestación química dentro del cuerpo, es posible detectar esa molécula que dice que voy a empezar a tener una cierta enfermedad y así, poder reaccionar.

Con todas las consecuencias éticas que esto tiene…
Hay personas que han querido saber qué enfermedades podrían llegar a tener y, en base a eso, sin esperar a los síntomas, actuar antes de tiempo. Llegar a saber que, por ejemplo, en un futuro podrías desarrollar Alzheimer, cambia tu vida y la de la gente que tienes alrededor. Quizá comenzaríamos a vivir mejor o hacer cosas que probablemente no haríamos en una situación normal. Para ello diseñamos los biosensores, para adelantarnos o, si ya hay síntomas, ponerle nombre a nuestra dolencia.

Un diagnóstico precoz supone ganar posibilidades frente a la enfermedad… ¿y también ahorrar costes?
Por supuesto. Detectar una enfermedad antes de que esta se manifieste y llenemos las UCIs, evitaría un sobrecoste al sistema sanitario. Además, identificar a tiempo enfermedades que son crónicas, como el Alzheimer, la diabetes, la celiaquía, etc. supone atender al paciente en Atención Primaria y evitar el traspaso a las urgencias o al hospital, lo que implica un coste añadido al sistema. No estamos en los mejores tiempos para gastar de más, y menos en el futuro, cuando la población esté más envejecida. Si lográramos disponer de estos biosensores en Atención Primaria, podríamos detectar enfermedades crónicas y retrasar, en la medida de lo posible, el ingreso en el hospital.

En esa línea, ¿en qué proyectos estáis trabajando desde la Universidad Pública de Navarra?
Actualmente, en la UPNA estamos desarrollando aplicaciones de fibra óptica para detectar enfermedades como Alzheimer, celiaquía, ictus y otras, colocando en cada caso el anticuerpo adecuado en la fibra. Incluso, a través del aliento, integrando tecnología de fibra óptica en un proyecto realizado con la empresa Eversens, colocando un sensor entre los pacientes y la máquina. Este sensor es capaz de medir diferentes parámetros para detectar enfermedades y ver el estadío en el que nos encontramos.

Tecnología y salud unidas… ¿Inseparables?
Nuestro objetivo es ayudar a los médicos a curar a las personas y es precisamente el trato con la ingeniería y la medicina lo que estamos tratando de introducir tanto en los grados de ingeniería biomédica como de medicina de la UPNA. El hecho de que los médicos sepan hablar en lenguaje ingeniero y la ingeniería sepa hablar el lenguaje médico, es esencial para que se puedan generar proyectos comunes en base a una necesidad médica. Los médicos hoy en día nos están salvando, pero también hay que tener en cuenta que, si lo están haciendo es porque tienen a su disposición una tecnología que se está desarrollando en grupos de investigación que convierten una base científica en tecnología para ayudar a los pacientes.

Descubre más sobre este tema escuchando el podcast ¿Podrá la fibra óptica detectar y predecir enfermedades?, el podcast de divulgación científica de la UPNA.

Más información:

Publicaciones Científicas CASEIB. En esta web es posible descargarse el libro de actas del Congreso Anual de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica del año 2017. Entre las páginas 455 y 458, se encuentra la comunicación oral en castellano que describe los últimos trabajos realizados por nuestro grupo de la Universidad Pública de Navarra. Estrictamente, su referencia es:

Ponencia oral: “Biosensores basados en tecnologías de fibra óptica recubierta con materiales nanoestructurados”, A.B. Socorro-Leránoz, I. Del Villar, C. Elosúa, P. Zubiate, J.M. Corres, C. Bariáin, J. Goicoechea, S. Díaz, C.R. Zamarreño, M. Hernáez, P.J. Rivero, A. Urrutia, P. Sánchez-Zabal, N. De Acha, J. Ascorbe, D. López, A. Ozcáriz, L. Ruete, F.J. Arregui, I.R. Matías, XXXV Congreso Anual de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica (CASEIB 2017), Bilbao (España), 29 noviembre – 1 de diciembre de 2017.

Fibra óptica para diagnosticar y curar. 6 de abril de 2015. Artículo de Abián Bentor Socorro Leránoz publicado en la revista Investigación y Ciencia.

Salvad@s por la fibra (I). 25 de julio de 2018. Artículo del autor en el blog Traductor de Ciencia.

Destellos de luz. Noviembre 2015. Libro de Abián Bentor que incluye un capítulo sobre los usos médicos de la luz, incluidas las técnicas que emplean fibra óptica.

Trends in the design of wavelength-based optical fibre biosensors. (2008–2018) A.B.Socorro-Leránozab D.Santanoa I.Del Villarab I.R.Matiasab.

Trends in Fibre-Optic Uses for Personal Healthcare and Clinical Diagnostics. A. B. Socorro, S. Díaz.

 

Tecnología y sociedad

¿Por qué unas tecnologías levantan grandes polémicas sociales, mientras que otras se adoptan masivamente sin más? Aquellos que no comprenden por qué algunas tecnologías provocan recelos en la sociedad suelen expresar su sorpresa argumentando aquello de que “la tecnología no tiene ideología”. Aunque aceptásemos esa premisa, es imposible obviar que los grupos/instituciones/personas que promueven una opción tecnológica sí que tienen una ideología determinada (i.e. un conjunto de emociones, ideas y creencias colectivas que describen y postulan modos de actuar sobre la realidad colectiva). Dado que las tecnologías no se instalan en el vacío, si no que se insertan en una sociedad concreta en un momento concreto, será este contexto social el que determine que una misma tecnología tenga o no una recepción parecida en distintas sociedades. Por otro lado, las tecnologías difieren en su potencial para alterar el tejido social y los modos de vida, concitar interés o preocupación, generar negocios o provocar la desaparición de otros, etc. En suma, tecnología y sociedad necesariamente interactúan y se transforman mutuamente.

Esa es la pregunta que el proyecto “History of Nuclear Energy and Society” (HoNESt) contribuye a responder, en el ámbito concreto de la energía nuclear en Europa. HoNESt es un consorcio de 25 instituciones de quince países europeos financiados por el programa de la UE Horizonte 2020 y Euratom.

La energía nuclear tiene niveles de aceptación muy diferentes en Europa. El viejo continente alberga algunos de los países con más energía nuclear producida, tanto en términos absolutos (Francia) como relativos (Eslovaquia, Hungría, Bélgica, Suecia…), pero también incluye países que optaron relativamente temprano por no implantar energía nuclear en su territorio (Austria, Dinamarca, Portugal), otros que decidieron moratorias para contener su expansión (España) o planificar su abandono (Alemania), así como el único caso en el mundo de un país que cerró sus nucleares de golpe después de más de veinte años de operación (Italia). Mientras tanto, Francia sigue apostando por la energía nuclear y Reino Unido, Hungría, Polonia y Bulgaria tienen proyectos en activo para construir nuevas centrales nucleares. Lejos de ser un tema controvertido del pasado, la energía nuclear todavía está en la primera página en el presente y lo seguirá siendo en el futuro. ¿Qué hace tan diferentes las reacciones de las sociedades europeas con respecto a la energía nuclear?

Al comparar los distintos casos europeos, HoNESt trata de comprender las motivaciones, las formas de participación que se llevaron a cabo, qué actores estuvieron involucrados, el contexto en el que ocurrieron (económico y sociopolítico) y cómo fueron de “exitosos” para los diferentes grupos de interés (es decir, ¿quién se beneficia y cómo?). En general (si bien con alguna excepción), hemos observado una falta de interacción entre los actores sociales sobre temas sensibles y éticos provocados por el cambio tecnológico. Históricamente, las estrategias gubernamentales e industriales de “limitación de la información” han permitido el “éxito” en el corto plazo, pero han sido ineficaces para asegurar el apoyo social y/o ganar la confianza de la sociedad en los promotores de los proyectos nucleares en el largo plazo. En el desarrollo e implantación de la energía nuclear, como de otras muchas tecnologías, los promotores optaron con frecuencia por enfoques del tipo “decidir-anunciar-defender”, donde la falta de participación democrática crea la sensación, potencialmente legítima, de ausencia de justicia energética. En contraste, las oportunidades para debatir, deliberar y participar en un diálogo más abierto conducen, según la literatura de ciencias sociales y los casos nacionales que manejamos en HoNESt, a una gobernanza energética más constructiva y sostenible en el tiempo. Una presunta falta de honestidad, las restricciones en el acceso a la información y la dejadez frente a las preocupaciones y prioridades de los ciudadanos han sido identificadas en nuestro análisis comparativo como factores de protección a corto plazo contra las polémicas socio-tecnológicas. Pero también son las semillas de dificultades seguras en el largo plazo.

Los análisis de los investigadores de HoNESt también destacan que el apoyo y/o la oposición a la energía nuclear, tanto de los ciudadanos como de los gobiernos, es dinámica. Las preferencias cambian según las condiciones ambientales, sociales o económicas. Como resultado, lo que se percibe como “exitoso” con respecto al avance tecnológico en un momento puede pasar a percibirse como un estruendoso fracaso años más tarde, y viceversa. Los posicionamientos sobre la energía nuclear varían también en función del momento histórico y del contexto en el que se produjeron: mientras que, en la Europa del sur y central, la izquierda se ha tendido a posicionar frente a la energía nuclear, en la actual Europa del Este es la derecha liberal y pro-europea la que con más vehemencia se ha opuesto a la energía nuclear. Esto no es más que el reflejo de lo que advertíamos al comienzo: las tecnologías no se insertan en el vacío, sino que, en cada país, las alianzas que se configuran para promover una cierta opción tecnológica condicionan en parte qué grupos se posicionarán en sentido opuesto.

Finalmente, los aspectos industriales y económicos han desempeñado un papel importante en el desarrollo nuclear, como se ha identificado en otras partes de la literatura. Sin embargo, también es indicativo de la experiencia derivada de los varios países estudiados que poner el foco únicamente sobre tales objetivos, por encima de los de justicia social y participación pública, arriesga la legitimidad democrática (y con ello, la aceptación) de tales desarrollos, la eficacia de la interacción civil-nuclear asociada y las respuestas de la sociedad a la tecnología en el largo plazo. La equidad en los procesos que resuelven disputas y asignan recursos deben estar presentes si el objetivo es obtener una gobernanza energética responsable y duradera en el tiempo.

 

Esta entrada ha sido elaborada por Mª del Mar Rubio Varas, responsable de la Secretaría Científica de HoNESt, profesora titular de Historia e Instituciones Económicas e investigadora del Institute for Advanced Research in Business and Economics (INARBE) de la Universidad Pública de Navarra