Los científicos de UT Dallas están desarrollando una técnica de investigación innovadora que podría ayudar a los urólogos a comprender mejor las primeras etapas de la enfermedad renal.
El Dr. Jie Zheng, profesor asociado de química y bioquímica en UT Dallas, y sus colegas han combinado diminutas nanopartículas de oro con una técnica llamada imágenes de fluorescencia del infrarrojo cercano in vivo para estudiar la enfermedad renal en etapa temprana en un modelo animal vivo.
La investigación, descrita en un estudio reciente publicado en la revista Angewandte Chemie , supera un desafío de larga data para el estudio de la enfermedad renal. El avance fue destacado recientemente por Chemical & Engineering News.
Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades estiman que el 10 por ciento de los adultos en los EE. UU., Más de 20 millones de personas, pueden tener enfermedad renal crónica, una afección en la que los riñones dañados de una persona no pueden filtrar eficazmente los desechos de la sangre.Los pacientes de Medicare de 65 años o más con esta enfermedad le costaron a los Estados Unidos alrededor de $ 45 mil millones en 2012.
"Llaman a la enfermedad renal el asesino silencioso, porque en sus primeras etapas, la mayoría de las personas no muestran síntomas y no saben que algo anda mal", dijo Zheng, quien también es profesor asociado adjunto de urología en UT Southwestern Medical Center.Dado que es difícil de estudiar en humanos, la enfermedad renal en etapa temprana no se comprende bien ".
las pruebas clínicas de sangre u orina no son lo suficientemente sensibles como para detectar la enfermedad renal en sus primeras etapas y aún pueden registrarse en el rango normal incluso cuando se ha perdido del 60 al 70 por ciento de la función renal normal, dijo Zheng.
"Tiene dos riñones, y si un riñón tiene un problema, el otro riñón se adaptará para tratar de normalizar las condiciones", dijo.
Las imágenes de fluorescencia del infrarrojo cercano no invasivas in vivo son una técnica de laboratorio económica, altamente sensible y ampliamente utilizada para estudiar los órganos internos, la eficacia de fármacos y enfermedades como el cáncer en animales pequeños, principalmente ratones. En este tipo de imágenes,Se introduce un tinte orgánico fluorescente en el sujeto, que luego se expone a una fuente externa de luz infrarroja cercana invisible que puede penetrar la piel. Cuando la luz llega al tinte, el tinte emite o emite fluorescencia luz de una longitud de onda diferente, que luego es captado por un detector o una cámara. Estos estudios preclínicos ayudan a facilitar e informar eventuales investigaciones clínicas de enfermedades en humanos.
Una solución de oro
El uso de esta técnica para estudios preclínicos de la enfermedad renal ha sido durante mucho tiempo un desafío porque los colorantes orgánicos no proporcionan un contraste adecuado en los riñones. También son absorbidos por la piel, lo que hace que los riñones se oscurezcan durante el proceso de obtención de imágenes.
Pero Zheng y sus colegas han desarrollado una forma de hacerlo funcionar. La clave son las diminutas nanopartículas de oro de menos de 6 nanómetros de tamaño, lo suficientemente pequeñas como para eliminarse completamente del riñón al orinar.
El equipo de Zheng informó anteriormente que tales nanopartículas de oro recubiertas con glutatión, una pequeña molécula que se encuentra en las células vegetales y animales, funcionan mejor que los tintes como agentes de imágenes de fluorescencia para la detección del cáncer. Las nanopartículas son económicas: la cantidad de oro utilizada es minúscula- y limpiar el cuerpo fácilmente, dijo Zheng.
La facilidad con la que las partículas despejaron los riñones inspiró a Zheng a adaptar la técnica para estudiar los riñones. Las nanopartículas no se acumulan en la piel como lo hacen los tintes convencionales, y proporcionan un aumento de 50 veces en el contraste, por muchoimagen más nítida.
"Con esta técnica, podemos diferenciar fácilmente entre varias etapas de la disfunción renal en el modelo animal y deberíamos poder aprender más sobre cómo se desarrollan estas etapas", dijo Zheng. "Nuestra técnica de imágenes de fluorescencia no es invasiva y es muchomenor en costo que otras técnicas de imágenes utilizadas para estudiar la enfermedad renal en modelos animales. Esto debería acelerar en gran medida el avance de nuestra comprensión fundamental de las enfermedades renales ".
Cuatro años en la fabricación
Debido a que las nanopartículas de oro no tóxicas permanecen en el cuerpo más tiempo que otros tintes fluorescentes, Zheng dijo que los cirujanos podrían usarlas en su beneficio durante la cirugía renal.
"Hay muchos, muchos vasos sanguíneos en los riñones, y los cirujanos actualmente usan tinte fluorescente como sonda para guiar la cirugía y minimizar el daño al órgano", dijo Zheng. "El problema es que estos tintes pueden eliminarse del cuerpo realmenterápido, por lo que los cirujanos deben inyectarse varias veces para asegurarse de que pueden ver los vasos sanguíneos con claridad todo el tiempo. En el futuro, los cirujanos podrían mejorar su precisión en la cirugía guiada por fluorescencia utilizando estas nanopartículas ".
Zheng dijo que su grupo de investigación tardó cuatro años en desarrollar la técnica.
"Fue un largo viaje con un gran apoyo de muchos colegas y de la administración de alto nivel. UT Dallas es un gran lugar para realizar investigaciones de vanguardia", dijo Zheng.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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