Nuevo diseño de nanopartículas para una mejor detección de tumores

Las nanopartículas se han diseñado de una nueva manera para mejorar la detección de tumores dentro del cuerpo y en el tejido de las biopsias, según 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.

La tecnología con nanopartículas abre la posibilidad de identificar tumores en etapa temprana en tejido vivo

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

«Este diseño único de nanopartículas allana el camino para el diagnóstico de tumores in vivo, utilizando tomografía computerizada de fluorescencia de rayos X (XFCT)«, afirma Toprak.

El profesor asegura 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 de núcleo de nanopartículas con potencial previamente establecido en imágenes de fluorescencia de rayos X, como rutenio y óxido de 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 comenta que encapsular el tinte Cy5.5 dentro de la capa de sílice mejora el brillo del agente y extiende su fotoestabilidad, lo que permite el enfoque dual de imágenes ópticas y 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 sólo unos pocos milímetros de tamaño.

Toprak agrega 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 afectadas aparezcan en las exploraciones, incluso cuando la distribución de las nanopartículas se oscurece por su interacción con proteínas u otras moléculas biológicas.

Rayos X de baja dosis

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

Una multitud de agentes de contraste para XFCT permitiría estudiar la biodistribución de nanopartículas in vivo utilizando rayos X de baja dosis, según el investigador. 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: ACS Nano.