Las tecnologías fotónicas presentan nuevas formas de diagnosticar la menopausia y el glaucoma

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Optica Foundation Challenge otorga subvenciones para trabajar en intervención precoz en menopausia y glaucoma 

• Optica Foundation financia investigaciones para detectar la menopausia y el glaucoma de manera más rentable y eficiente
• Sensor de luz integrado en un chip para descubrir biomarcadores hormonales de la menopausia
• Sistema basado en la luz para detectar glaucoma indetectable

WASHINGTON, 4 de diciembre de 2023 /PRNewswire/ -- La Optica Foundation publicó hoy información más detallada acerca de las nuevas investigaciones sobre salud y visión de la mujer financiadas por el Optica Foundation Challenge 2023. Los investigadores Samantha Grist, de la Universidad de Columbia Británica, Canadá, y Fernando Zvietcovich, de la Pontificia Universidad Católica del Perú, han propuesto dos técnicas distintas basadas en la luz para resolver problemas en el diagnóstico de condiciones relacionadas con la salud, específicamente la menopausia y el glaucoma.

"A medida que avanzan los diagnósticos médicos, siguen surgiendo nuevas oportunidades para técnicas no invasivas basadas en la luz", afirmó Alan Willner, presidente del Comité de Selección del Challenge. "Con gran expectativa, la Dra. Grist y el Dr. Zvietcovich están explorando formas novedosas e innovadoras de utilizar la luz para resolver problemas encontrados en las modalidades actuales, precisamente el tipo de trabajo ejemplar que el Optica Foundation Challenge se esfuerza por abordar".

Cada trabajo de investigación cuenta con una subvención de USD $100.000 de la Optica Foundation, y Grist y Zvietcovich utilizarán estos fondos para avanzar en su investigación de las siguientes maneras:

Sensor basado en la luz para identificar marcadores de menopausia

• Samantha Grist, de la Universidad de Columbia Británica, Canadá
  de biomarcadores hormonales de bajo costo, portátiles y con gran cantidad de datos relevantes para la salud de la mujer y la transición hacia la menopausia
  Resumen ejecutivo de la investigación

Según la Organización Mundial de la Salud, el inicio promedio de la menopausia se sitúa entre los 45 y 55 años, y el Banco Mundial informa que las mujeres de 50 a 54 años constituyen actualmente el 6% del total de la población femenina. Sin embargo, pese a la posible prevalencia de la menopausia y su precursora, la perimenopausia, los médicos cuentan con herramientas y datos limitados para comprender y predecir los síntomas o mejorar el tratamiento.

Esto se debe en parte a que los diagnósticos actuales incluyen ensayos centralizados basados en laboratorios que son costosos, lentos e incómodos para las pruebas diarias, y las soluciones en el punto de necesidad no ofrecen los datos cuantitativos precisos de los múltiples marcadores hormonales necesarios para comprender los síntomas, mejorar el tratamiento y predecir el inicio de la menopausia. Sin embargo, un nuevo trabajo de Samantha Grist de la Universidad de Columbia Británica, Canadá, promete un circuito integrado fotónico (PIC) de silicio con biosensores.

El enfoque de PIC de silicio de Grist presenta el potencial de realizar mediciones cuantitativas, precisas y ricas en datos de hormonas, con decenas a cientos de biosensores integrados en un solo chip a escala milimétrica en el futuro. Sin embargo, el análisis de biosensores basado en PIC ha requerido sistemas costosos y voluminosos que limitan su aplicabilidad en entornos clínicos, hasta ahora. Grist y su equipo han inventado una nueva arquitectura de sensores que aborda este desafío al aplicar un láser pequeño y económico para lectura.

"Nuestro trabajo se enfoca en validar una tecnología portátil y de bajo costo para el monitoreo descentralizado y multiplexado de marcadores hormonales en la orina", explicó Grist. "Desarrollaremos una herramienta que tenga el potencial de mejorar drásticamente la salud y la calidad de vida durante la transición hacia la menopausia".

Grist señala un enfoque doble para avanzar en este concepto: 1. Una exploración rigurosa de la nueva arquitectura de sensores para cuantificar y optimizar su rendimiento; y 2. Diseño de ensayos para evaluar adecuadamente los biomarcadores hormonales. En seis meses, Grist espera estar en la etapa de comenzar a medir activamente los marcadores hormonales y evaluar todo el alcance de aplicación con un equipo interdisciplinario.

"No me di cuenta de que había una carencia tan profunda de opciones de diagnóstico y tratamiento para la perimenopausia y la menopausia, hasta que me encontré con Herstasis Health, una organización canadiense sin fines de lucro dedicada a abordar este problema", explicó Grist. "Ahora, estoy realmente motivada para ayudar a las personas que están experimentando la menopausia a diagnosticar y predecir sus etapas y hacer frente a sus síntomas. Esta subvención me da la oportunidad de realizar un trabajo significativo y demostrar cómo la innovación fotónica puede abordar necesidades insatisfechas".

Detección del glaucoma indetectable

• Fernando Zvietcovich, Pontificia Universidad Católica del Perú
  Desarrollo de un sistema clínico de elastografía de coherencia óptica multiexcitación para interrogar la biomecánica corneal para la detección y estadificación del glaucoma normotensivo
  Resumen ejecutivo de la investigación

A nivel mundial, el glaucoma es una de las principales causas del deterioro visual y la ceguera, con 7,7 millones de personas afectadas por la enfermedad. Por desgracia, más de la mitad de los casos no están diagnosticados.

En parte, esto puede atribuirse a las normas actuales de diagnóstico, que requieren el monitoreo de la presión corneal. El problema es que en el glaucoma normotensivo (GNT) los niveles de presión corneal permanecen en el rango normal, lo que dificulta o imposibilita la detección e intervención precoz. Además, las córneas con una biomecánica más suave y un alto astigmatismo también pueden dar lugar a lecturas de presión imprecisas.

Para hacer frente a estas preocupaciones, Fernando Zvietcovich, de la Pontificia Universidad Católica del Perú, ha propuesto el desarrollo de un sistema clínico de elastografía de coherencia óptica multiexcitación. Este sistema permitirá conseguir imágenes estructurales de alta resolución del ojo a través de una tomografía de coherencia óptica (OCT). Al mismo tiempo, el sistema aprovechará el aire y los pulsos ultrasónicos para excitar las ondas mecánicas de la córnea, proporcionando información biomecánica del ojo para ayudar a obtener valores de presión intraocular corregidos y ajustados, lo que permitirá la detección del GNT.

"Este campo de aplicación de la OCT con otras modalidades de imagen y fuentes de excitación está realmente en una etapa incipiente", compartió Zvietcovich. "Estamos midiendo propiedades en el ojo humano y cambios en la biomecánica que antes no se podían medir, y hemos ingresado en una nueva dimensión con la información que ahora podemos ver. Estamos en las primeras etapas de nuevas formas de monitorear y proponer tratamientos para la vista".

Como primer paso, Zvietcovich planea finalizar diseños y elaborar un prototipo de sistema de elastografía de coherencia óptica. Una vez que se haya creado, iniciará pruebas de modelado para perfeccionar el enfoque y, finalmente, llevará el sistema a entornos clínicos. En seis meses, Zvietcovich espera tener la primera expresión del prototipo y, en última instancia, planea realizar un estudio preliminar en pacientes con 20 pacientes de control, 20 pacientes con GNT y 20 pacientes con glaucoma de alta tensión para generar biomarcadores biomecánicos de la córnea.

"A corto plazo, el principal beneficio de este trabajo será que permitirá a los investigadores aplicar estas tecnologías y los estudios clínicos vendrán a continuación. A largo plazo, puedo ver este dispositivo en las clínicas, ayudando a diagnosticar el GNT y otras enfermedades oculares de manera más eficiente y rentable. Finalmente, espero que los pacientes eviten la pérdida de visión gracias a esta investigación", finalizó Zvietcovich.

Ambas iniciativas de investigación fueron posibles gracias a las subvenciones otorgadas a través del Optica Foundation Challenge. Este desafío fue diseñado para invitar a profesionales en fase inicial a un pensamiento innovador y proporcionar capital semilla para investigar hipótesis en las áreas de medioambiente, salud e información. Cada uno de los beneficiarios recibió USD $100.000 para explorar sus ideas y tomar medidas a fin de abordar problemas globales críticos. Los beneficiarios ya comenzaron a trabajar en estos proyectos y esperan informar los resultados iniciales en el año 2024. Para obtener más información, visite optica.org/challenge.

Acerca de Optica
Optica (anteriormente OSA), Advancing Optics y Photonics Worldwide, es la sociedad dedicada a promover la generación, aplicación, archivo y difusión de conocimientos en terreno. Fundada en 1916, es la organización líder para científicos, ingenieros, profesionales del sector de los negocios, estudiantes y otros interesados en la ciencia de la luz. Las prestigiosas publicaciones, reuniones, recursos en línea y actividades presenciales de Optica generan descubrimientos, conforman aplicaciones de la vida real y aceleran los logros científicos, técnicos y educativos. Descubra más en Optica.org.

Acerca de Optica Foundation
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FUENTE Optica Foundation