Tecnología Stealth-Cap para nanopartículas emisoras de luz

Tecnología Stealth-Cap para nanopartículas emisoras de luz

Un equipo de científicos de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), en colaboración con investigadores de Monash University Australia, ha logrado aumentar significativamente la estabilidad y la biocompatibilidad de las nanopartículas especiales de transducción de luz.

El equipo ha desarrollado las llamadas nanopartículas de «conversión ascendente» que no solo convierten la luz infrarroja en luz visible UV, sino que también son solubles en agua, permanecen estables en fluidos corporales complejos como el suero sanguíneo y pueden usarse para almacenar medicamentos.

Han creado una herramienta que podría potencialmente hacer que la lucha contra el cáncer sea significativamente más efectiva. Los investigadores publicaron recientemente sus resultados en la revista Angewandte Chemie .

Las nanopartículas son estructuras diminutas, típicamente de menos de 100 nanómetros de tamaño, que son aproximadamente de 500 a 1000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano.

Tales materiales están recibiendo una atención creciente para aplicaciones biomédicas. Si están equipados con las propiedades adecuadas, pueden llegar a casi cualquier tejido del cuerpo humano a través del torrente sanguíneo, convirtiéndose en sondas de cuerpo perfecto.

Se sabe desde hace algunos años que la distribución de las nanopartículas en el cuerpo está esencialmente determinada por su tamaño y propiedades de superficie.

El Dr. Tanmaya Joshi, del Instituto de Investigación de Cáncer por Radiofármacos de HZDR, dice que «los nanomateriales de conversión ascendente son de gran interés para las imágenes biomédicas».

«Cuando se estimula con luz infrarroja, pueden enviar señales de color azul brillante, verde o rojo. Si logramos navegar por esas nano-sondas a tejidos enfermos, puede ser particularmente útil para el diagnóstico de cáncer», el fotoquímico del equipo, el Dr. Massimo Sgarzi. , adicional.

Sin embargo, estos convertidores ascendentes de luz muestran una escasa solubilidad en el agua o en los fluidos tisulares, una característica indispensable para poder imaginar cualquier uso diagnóstico o terapéutico.

Para el equipo de HZDR esto no fue un obstáculo, sino un desafío: «Utilizamos una mezcla de polímeros única para cubrir las partículas», dice el Dr. Joshi, quien se unió a HZDR en 2017 de la Universidad de Monash, como miembro de Humboldt. Al agregar esta cubierta protectora, las nanopartículas transductoras de luz son biocompatibles.

El biólogo Dr. Kristof Zarschler agrega: «Los convertidores ascendentes ahora son solubles en agua e incluso tienen una carga superficial neutra. Nuestra investigación muestra que esta nueva cubierta puede prevenir casi por completo las sustancias propias del cuerpo (presentes en el suero sanguíneo) de unirse a la partículas.

En otras palabras, las nanopartículas ahora parecen usar una capa de invisibilidad. Esto, creemos, Ayudará a evitar su reconocimiento y eliminación por fagocitos del sistema inmunológico. »

Para mantener las nuevas nano-sondas estables durante semanas en un complejo ambiente biológico, los científicos vinculan fotoquímicamente los componentes de la cubierta protectora entre sí: «Simplemente irradiamos nuestras nanopartículas con luz UV.

Esto crea enlaces adicionales entre los componentes moleculares. que constituyen la cubierta protectora, muy parecida a la costura de las partes individuales de la capa de invisibilidad con la ayuda de la luz «, explica la estudiante de doctorado, Anne Nsubuga.

Luego de este avance, el equipo ahora tiene la intención de validar sus resultados actuales en organismos vivos: «Para esto, primero debemos realizar experimentos estrictamente regulados y éticamente aceptables en animales.

Solo cuando nuestra tecnología de invisibilidad funciona en estos sin ningún efecto secundario. , se explorará en detalle su potencial médico y se puede considerar su aplicación en los pacientes «, explica el líder del grupo, el Dr. Holger Stephan con cautela.

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