Analía Zwick, la científica que busca que la física cuántica ayude a detectar el cáncer o el Alzheimer

La imagen por resonancia magnética nuclear se convirtió en uno de los métodos predilectos de diagnóstico porque posibilita mirar el interior de los tejidos sin ser invasivo. La física Analía Zwick, investigadora del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología en el Centro Atómico Bariloche (INN, CONICET- CNEA), trabaja en un desafío, aumentar la resolución de estas imágenes para poder diagnosticar de manera temprana patologías como el cáncer o el Alzheimer. 

“Las imágenes por resonancia magnética actualmente carecen de una resolución suficiente como para distinguir cambios a nivel celular. Por eso nos interesa mejorar esta técnica no invasiva para poder extraer información relevante a escala microscópica para el diagnóstico médico”, asegura Zwick, que se especializa en el control de información cuántica, es decir, en las propiedades de los átomos para almacenar y transmitir información.

Justamente son estas propiedades de los átomos, las que utilizan desde hace tiempo Zwick y el equipo del Laboratorio de Espectroscopía e Imágenes por Resonancia Magnética Nuclear del Departamento de Física Médica del Centro Atómico Bariloche para lograr ver lo que hay dentro de un pixel. “Optimizando el control, podemos utilizar a los átomos como sensores cuánticos para estudiar propiedades a escalas muy pequeñas con una precisión sin precedentes”, cuenta la física. 

Hace pocos días Zwick recibió el primer premio de la convocatoria del Programa de Cooperación Científico Tecnológica y de Innovación entre los ministerios de Ciencia de la Argentina (MINCyT) y de Israel (MOST) para financiar una estudio de sobre diagnóstico de cáncer a través de resonancias magnéticas, en el que trabajará junto a sus colegas Gonzalo Álvarez, investigador del Conicet y docente del Instituto Balseiro, y a Lucio Frydman, del Instituto Weizmann de Israel.

¿Por qué es necesario mirar tan detalladamente el tejido en las resonancias?

Porque podríamos obtener cierta información que hoy por hoy solo se logra a través de una biopsia. Es decir, extrayendo parte del tejido del cuerpo del paciente que se quiere examinar en detalle bajo un microscopio para observar su morfología y distinguir por ejemplo si hay células cancerosas. Si logramos extraer esa información relevante para el diagnóstico, de forma rápida y no invasiva, sería un gran beneficio tanto para el paciente como para el médico.

Zwick cuenta que hasta el momento han obtenido resultados alentadores. “Desarrollamos filtros selectivos de tamaños microestructurales del tejido con las imágenes por resonancia magnética. Demostramos que podemos extraer información cuantitativa de parámetros que caracterizan la microestructura que son del orden de 100 veces más pequeño que la resolución actual del píxel que suele medir mm3. Mostramos que podemos estimar el tamaño medio de los axones que comunican distintas regiones del cerebro, su diámetro varía entre 1 a 10 micrones”, detalla y enfatiza que con esta nueva técnica se da un paso más hacia la medicina de precisión y a la posibilidad de “determinar propiedades cuantitativas a escalas microscópicas que aún no son accesibles con las imágenes por resonancia magnética”. 

Esta técnica se podría utilizar con los equipos existentes en los hospitales. “Para implementarla desarrollamos protocolos óptimos de control de los equipos clínicos, que se pueden instalar de manera similar a como instalamos una aplicación en el teléfono. Es decir, podemos agregar esta funcionalidad al equipamiento ya existente en todos los hospitales”, afirma Zwick, que en 2018 recibió una mención especial para jóvenes científicas del Premio Nacional L’Oréal-UNESCO “Por las Mujeres en la Ciencia”.

El conocimiento de la mecánica cuántica, esta rama de la física que estudia los fenómenos de la naturaleza a escalas muy pequeñas, permitió el desarrollo de casi todas las tecnologías que utilizamos a diario, entre ellos, “los transistores que permitieron desarrollar las computadoras y teléfonos rápidos que usamos hoy en día, el láser, el GPS, los equipamientos sofisticados utilizados rutinariamente en la clínica y la lista sigue. A esto se lo llamó la primera revolución cuántica”, ejemplifica Zwick y agrega que hoy estamos viviendo los comienzos de la segunda revolución cuántica que consiste en la utilización de los átomos para guardar información y realizar cómputos cuánticos. “El desafío está en cómo controlar estos átomos para hacerlos más eficientes como sensores cuánticos y que permitirán dar un paso más hacia la medicina personalizada y de precisión.  Esto último es a lo que estamos tratando de aportar con nuestros desarrollos y conocimiento”, enfatiza. 

A principios de octubre los físicos Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger recibieron el Premio Nobel de Física 2022 por sus aportes a la información cuántica, que describe la naturaleza en las escalas más pequeñas. “Con sus experimentos vinieron a demostrar una de las propiedades más controversiales del mundo cuántico: el entrelazamiento. Es la propiedad que permite que 2 partículas formen una única entidad por más que estén a miles km de distancia. Esto es la clave para lograr la teletransportación. Estos trabajos pioneros allanaron el camino al desarrollo de las nuevas tecnologías como los sensores cuánticos, que estamos utilizamos para mejorar la resolución de las imágenes médicas”, dice la doctora en física por la Universidad Nacional de Córdoba.

MB