Aproximadamente hace 200 años, Philip Bozzini de Frankfurt introdujo el Lichtleiter, o conductor de luz, que era un tubo rígido que utilizaba una vela para la iluminación, lo cual se transformó en el prototipo para los instrumentos endoscópicos subsecuentes. Desde entonces, el endoscopio gastrointestinal evolucionó hasta su forma actual. Con la reciente incorporación de la video cápsula, el intestino es junto con la piel, el órgano más accesible del cuerpo.
A pesar de la claridad y fidelidad de las imágenes que nos brindan los endoscopios, su uso se encuentra limitado a aquello que es evidente a la vista. La posibilidad de tomar biopsias para el estudio histopatológico aumenta la información obtenida por la endoscopía, pero esto tiene un precio. En la búsqueda de lesiones sin cambios morfológicos evidentes, las biopsias de tejido randomizadas, aún en los más estrictos protocolos, es un proceso de " pegarle o perderlo". Secundariamente, si se requiere la confirmación histológica de una lesión previamente a la decisión del tratamiento endoscópico local, se necesitaría una segunda endoscopía para la realización del tratamiento.
Estas limitaciones pueden entenderse mejor en el contexto de las preguntas que los endoscopistas habitualmente se formulan: " ¿Como puedo hacer la vigilancia endoscópica con biopsias múltiples del colon en un paciente con colitis ulcerosa de larga evolución o con un esófago de Barrett, para maximizar las chances de detección de cambios preneoplásicos?" o "¿Cómo puedo determinar durante la endoscopía si un pólipo es adenomatoso (debe ser resecado) o hiperplásico (puede dejarse)?"
Algunas aproximaciones a éstas preguntas incluyen el uso empírico de colorantes vitales como el azul de metileno (cromoendoscopía) para observar las diferencias de tinción entre el tejido normal y patológico. Aunque estas técnicas siguen siendo defendidas, carecen de una adecuada sensibilidad y especificidad, particularmente para las lesiones que se encuentran en un estadío muy temprano de desarrollo. Deberían ser reemplazadas por técnicas más racionales, basadas en la biología subyacente de la lesión, que deben ser desarrolladas por equipos multidisciplinarios de investigadores clínicos y expertos en biofísica, espectroscopía, bioingeniería, química, y biología. Debido a que varias de estas innovaciones están basadas en la interacción de la luz y el tejido, fueron descriptas con el término de "biopsia óptica". Sin embargo, un término más apropiado debería ser el de "bioendoscopía", por el cual entendemos una técnica endoscópica que provee información biológica sobre un determinado tejido o que aprovecha determinadas características biológicas del tejido para dar una imagen con más información que aquella obtenida por el endoscopio de luz blanca.
Para comprender esta nueva técnica se requiere familiarizarse con algunos principios ópticos y definiciones. La luz puede interactuar con el tejido de diferentes maneras: puede ser reflejada, como en el endoscopio de luz blanca; puede dispersarse en el tejido y algo de esta luz dispersada vuelve a la fuente; puede transferir energía a moléculas exitables en el tejido (llamadas fluoróforos o fluorocromos), haciéndolos fluorescentes (emitiendo radiación o luz de una longitud de onda diferente de la original); o puede ser absorbida (y convertirse en otra forma de energía como el calor) por otras moléculas llamadas cromóforos. La reflexión, dispersión, fluorescencia, y absorbancia pueden producir cambios en la intensidad y/o longitud de onda o frecuencia de la luz proveniente del tejido.
La naturaleza y magnitud de estos cambios en la luz están determinadas por la composición bioquímica y la arquitectura del tejido, que varía con el estado biológico del tejido como inflamación, displasia y neoplasia. La luz proveniente del tejido lleva su "firma" y la espectroscopía ( el término general para la obtención y análisis de la información contenida en la luz, basada en su longitud de onda y/o intensidad) puede ser usada para interpretar esta "firma" y así proveer información de los cambios patológicos del tejido.
La tecnología moderna permite que la espectroscopía sea aplicada como un arma diagnóstica para los tejidos que son accesibles con la endoscopía. Los instrumentos típicos consisten en una sonda óptica constituida por fibras ópticas, una de las cuales lleva la luz exitatoria y las otras devuelven el espectro emitido hacia un detector de luz o espectrofotómetro que mide la intensidad de cada longitud de onda y la convierte en una señal eléctrica para mostrarla o grabarla. Aunque la luz blanca puede ser usada en determinadas aplicaciones como la dispersión elástica (en la cual los cambios en todo el espectro pueden ser estudiados), la mayoría de las formas de bioendoscopía (como fluorescencia) requieren luz monocromática porque las moléculas específicas del tejido a estudiar son excitadas de manera más adecuada por la luz de una longitud de onda específica. La luz monocromática es producida por láseres a niveles muy bajos de energía (en un rango de una millonésima parte de lo requerido para producir daño tisular). Un desarrollo reciente en este tema, es el laser cercano a infrarrojo ("near infrared laser excitation") que produce solo una débil fluorescencia en el tejido. Esta propiedad es útil para evitar la fluorescencia inespecífica producida por otras longitudes de onda, que pueden confundir la detección de las formas más específicas de emisión de espectros.