Un equipo de científicos de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf HZDR, en colaboración con investigadores de la Universidad de Monash en Australia, ha logrado aumentar significativamente la estabilidad y la biocompatibilidad de nanopartículas especiales de transducción de luz. El equipo ha desarrolladollamadas nanopartículas de "conversión ascendente" que no solo convierten la luz infrarroja en luz visible a los rayos 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 podríapotencialmente 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 500 a 1000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano. Dichos materiales reciben cada vez más atención para aplicaciones biomédicas. Si están equipadas con propiedades apropiadas, pueden alcanzarcasi cualquier tejido en el cuerpo humano a través del torrente sanguíneo, convirtiéndose en sondas corporales perfectas.
Se sabe desde hace algunos años que la distribución de nanopartículas en el cuerpo está determinada esencialmente por su tamaño y propiedades superficiales. La Dra. Tanmaya Joshi del Instituto de Investigación del Cáncer Radiofarmacéutico del HZDR dice: "Los nanomateriales de conversión ascendente son de gran interés para las imágenes biomédicas"Cuando se estimulan con luz infrarroja, pueden enviar señales azules, verdes o rojas brillantes. Si tenemos éxito en la navegación de estas nano-sondas a los tejidos enfermos, puede ser particularmente útil para el diagnóstico de cáncer", dijo el Dr., el fotoquímico del equipo.Massimo Sgarzi, agregado.
Sin embargo, estos convertidores de luz muestran una baja solubilidad en agua o fluidos tisulares, una característica imprescindible antes de poder imaginar cualquier uso diagnóstico o terapéutico. Para el equipo de HZDR esto no fue un obstáculo, sino un desafío: "Usamosuna mezcla de polímeros única para cubrir las partículas ", dice el Dr. Joshi, quien se unió al HZDR en 2017 de la Universidad de Monash, como miembro de Humboldt. Agregar esta cubierta protectora hace que las nanopartículas transductoras de luz sean 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 evitar casi por completo que las propias sustancias del cuerpo presentes en el suero sanguíneo se adhieran a las partículas. En otras palabras, las nanopartículas ahoraparece llevar una capa de invisibilidad. Esto, creemos, ayudará a evitar su reconocimiento y eliminación por parte de los fagocitos del sistema inmune ".
Para mantener las nuevas nano-sondas estables durante semanas en un entorno biológico complejo, los científicos vinculan fotoquímicamente los componentes de la cubierta protectora entre sí: "Simplemente irradiamos nuestras nanopartículas con luz UV. Esto crea enlaces adicionales entre lascomponentes moleculares que constituyen la cubierta protectora, muy parecidos cosiendo las partes individuales de la capa de invisibilidad con la ayuda de la luz ", explica la estudiante de doctorado, Anne Nsubuga. Además, agrega:" Este caparazón tiene solo unos pocos nanómetros de espesor yincluso puede usarse para ocultar otras sustancias, por ejemplo, medicamentos contra el cáncer, que luego podrían liberarse en el tumor y destruirlo ".
Después de este avance, el equipo ahora tiene la intención de validar sus resultados actuales en organismos vivos: "Para esto, primero tenemos que llevar a cabo experimentos estrictamente regulados y éticamente aceptables en animales. Solo cuando nuestra tecnología Stealth-cap funciona en estos sin ningunaefectos secundarios, su potencial médico será explorado en detalle y su aplicación en los pacientes puede ser considerada ", explica el líder del grupo Dr. Holger Stephan con cautela.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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