La espectroscopia óptica para el diagnóstico no-invasivo de enfermedades

La nanofotónica, que es el estudio de la interacción de la luz con estructuras nanométricas, y la biofotónica,  el uso y aplicación de luz en biología y medicina, han sido las dos principales áreas de investigación en las que el doctor Francisco Javier González Contreras, de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP), ha enfocado su interés científico y a quien le gustaría que sus trabajos tuvieran un impacto real en la sociedad, “en particular creo que la idea de poder realizar diagnósticos de manera no-invasiva es algo que pudiera cambiar el paradigma actual en la medicina”.

El investigador, quien se hizo acreedor a uno de los Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias en el área de ingeniería y tecnología en el 2012, se ha centrado en el campo de la nanofotónica, al desarrollo de nanoantenas para la detección de radiación infrarroja y demostró por primera vez de manera experimental diferencias en el comportamiento de antenas de tamaño nanométrico con la teoría clásica de antenas. Este resultado fue uno de los primeros en el campo experimental en el área de las nanoantenas y plasmónica a nivel mundial. Los artículos resultantes de este trabajo han sido citados en revistas de reconocido prestigio científico como Nature Photonics, NanoLetters, Physical Review Letters y Optics Express.

La importancia de las antenas ópticas, trabajando en el infrarrojo, reside en la amplia variedad de aplicaciones potenciales. “Una de las aplicaciones de las nanoantenas que estamos explorando es su uso como dispositivos para recolección de energía solar, debido a que estas antenas pueden ser sintonizadas para recolectar energía electromagnética a cualquier longitud de onda, y así recuperar la energía que no es utilizada por la tecnología actual de celdas solares”, explicó.

Agregó que una ventaja de utilizar nanoantenas para la recolección de energía solar es que pueden ser fabricadas en sustratos flexibles y, por lo tanto, recubrir prendas de vestir, automóviles o hacer paneles solares que puedan ser enrollados para su fácil transporte.

En el área de la biofotónica, el grupo de trabajo que el doctor González Contreras encabeza, usa la espectroscopia óptica (Raman y de Reflectancia Difusa) para el diagnóstico no-invasivo de enfermedades y para la detección no-invasiva de fitohormonas en plantas. Como resultado de estos trabajos se demostró por primera vez la detección in-vivo de proteínas en piel tales como la filagrina, la cual es responsable de diversas enfermedades dermatológicas. Es importante destacar que estos hallazgos han sido corroborados por medio de estudios clínicos y de análisis genéticos.

El objetivo principal es realizar una “biopsia óptica” por medio de la luz y poder hacer análisis de laboratorio de manera no-invasiva. “Utilizando espectroscopia Raman hemos podido identificar de manera no-invasiva y a través de la piel la presencia de mutaciones en el gen que codifica para la proteína filagrina con la cual es posible identificar a personas que pueden padecer enfermedades tales como dermatitis atópica; este avance nos da indicios de que es posible poder identificar, de manera no-invasiva, sustancias en la piel que puedan servir para el diagnóstico de enfermedades”, dijo González Contreras, de la Coordinación para la Innovación y la Aplicación de la Ciencia y la Tecnología de la UASLP.

Con la “biopsia óptica” se podría tener un  diagnóstico médico de manera instantánea sin necesidad de tomar muestras de sangre o de tejido para luego analizarlas, lo que reduciría notablemente el costo y el tiempo de entrega de las pruebas. Por ello, el objetivo del estudio del investigador es identificar las sustancias o los parámetros de diagnóstico que pueden ser detectados de manera no-invasiva por medio de la espectroscopia Raman y así evaluar la utilidad diagnóstica de  la espectroscopia óptica.

Aprender algo nuevo y Cosmos

Para Francisco Javier González Contreras elegir la investigación científica como actividad profesional fue a partir de su interés por aprender cosas nuevas y su gusto por la vida académica, una motivación, que aseguró, no se encuentra en las pláticas de orientación vocacional o en las ferias de carreras de las universidades.

“Entre las influencias más significativas para seguir una vida académica fue la serie Cosmos de Carl Sagan, la cual veía en la televisión cuando cursaba la primaria; y la influencia de mi papá quien es maestro de física y matemáticas en el ITESO de Guadalajara, Jalisco”. Al respecto de la distinción a la que fue acreedor, la de más prestigio que se entrega a nivel nacional a jóvenes investigadores, el también integrante de la AMC dijo que “es el reconocimiento más importante de mi carrera académica, no es fácil obtenerla porque en México hay investigadores de gran nivel”, expresó.

(AMC)