Las nuevas nanopartículas ayudan a mejorar la detección de tumores dentro del cuerpo



Las partículas de tamaño nanométrico se han diseñado de una nueva manera para mejorar la detección de tumores dentro del cuerpo y en el tejido de la biopsia, informa un equipo de investigación de Suecia. El avance podría permitir identificar tumores en estadio temprano con dosis más bajas de radiación.

Para mejorar el contraste visual de los tejidos vivos, las imágenes de última generación se basan en agentes como tintes fluorescentes y biomoléculas.

Los avances en la investigación de nanopartículas han ampliado la gama de agentes de contraste prometedores para diagnósticos más específicos, y ahora un equipo de investigación del KTH Royal Institute of Technology ha elevado aún más el listón. Están combinando agentes de contraste de fluorescencia óptica y de rayos X en un solo potenciador para ambos modos.

Muhammet Toprak, profesor de química de materiales en KTH, dice que la síntesis de agentes de contraste introduce una nueva dimensión en el campo de la bioimagen de rayos X. La investigación se informó en la revista American Chemical Society, ACS Nano.

“Este diseño único de nanopartículas allana el camino para el diagnóstico de tumores in vivo, utilizando tomografía computarizada de fluorescencia de rayos X (XFCT)”, dice Toprak.

Él dice que las nuevas “nanopartículas de núcleo-capa” pueden tener un papel que desempeñar en el desarrollo de teranósticos, un acrónimo para terapia y diagnóstico, en el que, por ejemplo, partículas individuales cargadas de fármaco podrían detectar y tratar tejidos malignos.

El agente de contraste núcleo-capa debe su nombre a su arquitectura: consiste en una combinación central de nanopartículas con potencial previamente establecido en imágenes de fluorescencia de rayos X, como el óxido de rutenio y molibdeno (IV). Este núcleo está encerrado en una cubierta compuesta de sílice y Cy5.5, un tinte que emite fluorescencia en el infrarrojo cercano para técnicas de imágenes ópticas como microscopía óptica y espectroscopía.

Toprak dice que encapsular el tinte Cy5.5 dentro de la cáscara de sílice mejora el brillo del agente y extiende su fotoestabilidad, lo que permite el enfoque dual de imágenes ópticas / de rayos X. Además, la sílice proporciona el beneficio de atenuar los efectos tóxicos de las nanopartículas del núcleo.

Las pruebas con ratones de laboratorio han demostrado que los agentes de contraste XFCT permiten la localización de tumores en estadio temprano de solo unos pocos milímetros de tamaño.

Toprak dice que la tecnología abre la posibilidad de identificar tumores en etapa temprana en tejido vivo. Esto se debe a que la presencia de múltiples agentes de contraste aumenta las probabilidades de que las áreas enfermas aparezcan en las exploraciones, incluso cuando la distribución de las nanopartículas se oscurece por su interacción con proteínas u otras moléculas biológicas.

Las nanopartículas de diferente tamaño, provenientes del mismo material, no parecen estar distribuidas en la sangre en las mismas concentraciones. Eso es porque cuando entran en contacto con su cuerpo, se envuelven rápidamente en varias moléculas biológicas, lo que les da una nueva identidad “.

Muhammet Toprak, profesor de química de materiales, Instituto Real de Tecnología de KTH

Una multitud de agentes de contraste para XFCT permitiría estudiar la biodistribución de nanopartículas in vivo utilizando rayos X de baja dosis, dice. Eso permitiría identificar el mejor tamaño y la química de superficie de las nanopartículas para el objetivo deseado y la formación de imágenes de la región enferma.

Fuente:

Referencia de la revista:

Saladino, GM, et al. (2021) Nanopartículas fluorescentes ópticas y de rayos X para bioimagen de modo dual. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c10127.

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