Lunes 05 febrero 2018

Técnicas de imagen avanzada en la identificación, el control y monitorización de tumores

El cáncer es una enfermedad muy heterogénea y que presenta constantes cambios en su evolución. Sin embargo, su “fenotipo” (apariencia) viene definido por características específicas, tales como la angiogénesis, metabolismo, proliferación e invasión tumorales. Estas “marcas de identidad” de cada tumor, junto a los cambios relacionados con la genética, hacen de cada tipo de cáncer en cada individuo una enfermedad prácticamente única, con características singulares. Un hecho que ha conducido a la tendencia actual de su tratamiento de forma personalizada, gracias al desarrollo de nuevas terapias dirigidas y al crecimiento del diagnóstico genético y molecular. 

Las técnicas de imagen funcionales y moleculares actualmente son capaces de identificar, caracterizar e incluso cuantificar estas características específicas de cada tumor, así como la heterogeneidad tumoral. Además, los tumores cambian de forma constante debido a mutaciones aleatorias, interacciones genéticas con el microambiente o incluso, de forma secundaria a los distintos tratamientos,  lo que determina presentaciones evolutivas y patrones variables de respuesta en el tiempo. Las técnicas de imagen funcional y molecular también pueden capturar de forma no invasiva estos cambios temporales, lo que es un arma muy potente para la monitorización terapéutica.

De esta forma, utilizando las técnicas de imagen podemos crear un fenotipo “in vivo” de cada tumor y de sus cambios en el tiempo. Además, presentan la posibilidad de estudiar la extensión tumoral local y a distancia con las técnicas de imagen de cuerpo completo, y de forma incluso más interesante, estudiar el tumor de forma completa, representando mejor la heterogeneidad tumoral y la diversidad fenotípica que las biopsias, que siempre aportan solo información focal.

Avances, características y desarrollo de las técnicas de imagen avanzada

Las técnicas de imagen molecular analizan los procesos biológicos a nivel celular y subcelular, y la imagen funcional informa sobre las características fisiológicas de un tejido.

Dentro de la imagen molecular, la mayor experiencia ha sido para las técnicas de imagen nuclear, especialmente la Tomografía de Emisión de Protones (PET) con 18 Fluoro-deoxi-glucosa (18 FGG). Recientemente, técnicas radiológicas diseñadas para obtener información estructural (anatómica), han sido capaces de analizar de forma directa o indirecta procesos biológicos. Por ejemplo, la Resonancia Magnética (RM) permite obtener información metabólica (molecular) de los tumores utilizando la espectroscopía de protones, o puede analizar de diferentes características fisiopatológicas de os tumores como la celularidad, microestructura, angiogénesis e hipoxia, utilizando técnicas funcionales como la difusión, perfusión u otras técnicas avanzadas emergentes como ASL (Arterial Spin Labeling), BOLD (Blood Oxygen Level Dependent), elastografía con RM, u otras más recientes como CEST (Chemical Exchange Saturation Transfer) y la imagen hiperpolarizada con RM.

Incluso las técnicas de imagen más introducidas en la práctica clínica, como la tomografía computarizada (TC) o la ecografía pueden informar sobre la angiogénesis tumoral, utilizando técnicas como la ecografía con contraste o la TC perfusión.

Toda esta información cuantitativa ayuda a realizar un diagnóstico de precisión, lo que permite al oncólogo individualizar el tratamiento.

Futuro de la imagen médica: retos y oportunidades

Además, el análisis multiparamétrico de esta información o su uso combinado mediante técnicas de fusión o de adquisición híbrida mediante la PET/TC o PET/RM extienden las posibilidades de la imagen funcional y molecular. Por último, el análisis avanzado de la información obtenida utilizando diferentes técnicas amplía la capacidad de obtener información no visible con un análisis visual o matemático convencional. 


Carcinoma de células no pequeñas periférico derecho: modelo virtual obtenido de fusión RM y TC  

De esta forma, están desarrollándose nuevos métodos avanzados de evaluación de la imagen como el análisis de texturas, que describe parámetros matemáticos computados de la distribución de los pixeles, o la radiogenómica que intenta correlacionar hallazgos de imagen con las características genéticas para la creación de biomarcadores específicos.  Además, también se esta viviendo una auténtica revolución en la presentación de las imágenes radiológicas con los modelos tangibles impresos en 3D o el uso incipiente de la realidad virtual.


Modelo físico impreso en 3D Realizado por el Dr. Jordi Broncano. Coordinador de Imagen Cardiotorácica de HT (Health Time).

Por otro lado, existe mucha expectación en el uso de la inteligencia artificial para demostrar características específicas de los distintos tumores con distintas técnicas de imagen y también en la aplicación del “big data”. Una tecnología que permite el análisis de grandes cantidades de datos de diverso tipo (datos clínicos, imágenes médicas, pruebas de laboratorio, información histológica y genómica, …) revelando relaciones ocultas específicas entre ellos, con el potencial de desarrollar biomarcadores específicos que permitan una mejor caracterización tumoral y para la predicción del pronóstico de distintos tipos de tumores.

Todo este desarrollo y avance en técnicas de imagen funcional y molecular tiene un gran impacto en el diagnóstico y seguimiento del cáncer tanto para profesionales como para pacientes:

Para el especialista:

  • Diagnóstico más preciso y precoz, con menos posibilidades de error.
  • Evaluación completa del tumor, pudiendo cuantificar la heterogeneidad tumoral.
  • Técnicas de imagen específicas para cada “señal de identidad del tumor”.
  • Biomarcadores específicos: “radiología cuantitativa” similar a las analíticas

Para el paciente

  • Diagnóstico personalizado, preciso y más precoz.
  • Impacto potencial en prolongación de supervivencia y mejora en la calidad de vida
  • Capacidad de la evaluación muy temprana (hasta horas) de la respuesta o no a un tratamiento, permitiendo el cambio a una segunda línea de tratamiento de forma muy rápida.
 

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