ANÁLISIS ESTADÍSTICO AVANZADO DEL FENOTIPADO MECÁNICO CELULAR EN LEUCEMIA INFANTIL: COMPARACIÓN ENTRE DOS EQUIPOS DE MICROSCOPÍA

Abstract

La Leucemia Linfoblástica Aguda (LLA) es el cáncer más común entre la población pediátrica. A pesar de los avances terapéuticos de las últimas décadas, la recaída tras la remisión inicial continúa siendo uno de los principales desafíos clínicos. Actualmente, tanto el diagnóstico como la estratificación del riesgo en LLA infantil dependen en gran medida de procedimientos invasivos, lo que limita su aplicabilidad en el seguimiento continuo del paciente. Por ello, se necesitan metodologías complementarias que permitan extraer información pronóstica adicional a partir de muestras ya disponibles. En este contexto, el fenotipado mecánico celular surge como una estrategia prometedora para identificar patrones funcionales relevantes, reforzando el enfoque de medicina personalizada y la detección precoz del riesgo de recaída.

El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) propone una aproximación complementaria al diagnóstico convencional mediante el fenotipado del núcleo celular, integrando descriptores morfológicos y mecánicos. A partir del análisis de vídeos celulares, se han extraído parámetros morfológicos como el tamaño de grano y el área nuclear. Paralelamente, se han obtenido parámetros mecánicos derivados del análisis en frecuencia del desplazamiento cuadrático medio de cada grano de cromatina, mediante su seguimiento individual en el vídeo. En concreto, se estimaron los módulos viscoelásticos de almacenamiento y de pérdidas, como descriptores sensibles a la rigidez y viscosidad nuclear. El estudio se ha realizado utilizando dos equipos de microscopía: el microscopio óptico Nikon TE2000 y el microscopio Nikon Ti2 con sistema confocal AX. Las muestras analizadas incluyen líneas leucémicas comerciales (Jurkat y U266) y muestras primarias de dos pacientes pediátricos diagnosticados con LLA de células B y T, respectivamente.

El objetivo principal es evaluar la interoperabilidad entre los dos equipos de microscopía y analizar su impacto en la extracción de los descriptores biofísicos. También se examina la capacidad discriminativa del análisis funcional del núcleo, a fin de diferenciar subtipos celulares. Para ello, se ha aplicado un análisis estadístico avanzado basado en un test de hipótesis no paramétrico con remuestreo bootstrap y en la divergencia de Kullback-Leibler entre funciones de densidad de probabilidad de las características biofísicas, estimadas estas mediante ventanas de Parzen. Los resultados revelan diferencias significativas entre las variables mecánicas obtenidas con los dos equipos de microscopía, lo que subraya la necesidad de aplicar transformaciones y estrategias de homogeneización de protocolos para garantizar la interoperabilidad de datos antes de realizar análisis con datos agregados. Asimismo, se identifican patrones mecánicos distintivos entre las células leucémicas analizadas, lo que refuerza el potencial del fenotipado mecánico como herramienta de apoyo diagnóstico y pronóstico.

Los hallazgos de este TFG abren nuevas líneas de investigación orientadas a consolidar el análisis biofísico del núcleo celular como herramienta aplicable en entornos clínicos. Para ello, será importante desarrollar protocolos estandarizados, el control automatizado de condiciones ambientales y la integración con modelos de inteligencia artificial. Además, la extensión de la metodología a cultivos 3D y co-cultivos más representativos del microambiente tumoral permitiría abordar con mayor realismo el comportamiento fisiopatológico de la enfermedad, reforzando su utilidad en la medicina personalizada y en la predicción de la evolución tumoral.