Visualización de sulfuro de hidrógeno celular mediante un sensor fluorescente basado en Washington Red. Crédito:WSU
Los científicos de la Universidad Estatal de Washington han creado un tinte inyectable que ilumina las moléculas con luz infrarroja cercana, facilitando ver lo que está sucediendo en el interior del cuerpo.
El nuevo tinte ayudará a los investigadores médicos a rastrear la progresión de una amplia gama de enfermedades, como el cáncer.
Ming Xian, el Profesor Distinguido de Química Ralph G. Yount, llama al nuevo tinte Washington Red. Él y Wei Chen, un profesor asistente de investigación en el Departamento de Química de WSU, publicó un nuevo estudio que detalla las propiedades únicas del tinte y cómo se fabrica en Angewandte Chemie , una de las revistas de química más importantes del mundo.
"La luz del infrarrojo cercano atraviesa el cuerpo humano, haciéndolo casi invisible y haciendo tintes que responden a este color de luz perfecto para bio-imágenes, ", Dijo Xian." Washington Red es un tinte único y económico que veo que se está utilizando en muchas áreas ".
Avance de la bioimagen fluorescente
La bioimagen fluorescente es la visualización de células y otros tejidos biológicos marcados con un tinte que brilla cuando se activa con la luz.
Se utiliza para observar biomarcadores de enfermedades y otros compuestos biológicos en tiempo real y ayuda a los médicos a identificar y tratar los coágulos de sangre. enfermedad del corazón, tumores y otras anomalías peligrosas.
La mayoría de los tintes disponibles en el mercado para la obtención de imágenes biológicas fluorescen en el espectro visible con longitudes de onda entre 400 y 600 nanómetros. Hay varios problemas prácticos con estos tintes. Para uno, moléculas en aminoácidos, la hemoglobina y otros tejidos y fluidos naturales también emiten fluorescencia cuando se iluminan con colores de luz en esta región del espectro, como verde y azul.
Los autores del estudio Ming Xian, Wei Chen y Jacob Day, Wei Chen sostiene un vaso de tinte Washington Red. Cuando se expone a la luz infrarroja, el líquido rosa se vuelve rojo. Crédito:WSU
Esta luminiscencia natural hace que sea difícil distinguir la diferencia entre el objetivo del tinte y los tejidos circundantes. La luz de longitud de onda más corta puede incluso dañar las células, haciendo que los tintes de estos colores sean riesgosos de usar en tejidos vivos.
Luz infrarroja cercana, o luz con una longitud de onda entre 650-900 nanómetros, es ideal para la obtención de imágenes biológicas porque penetra profundamente en los tejidos sin dañar las células naturales ni hacer que emitan fluorescencia.
Los tintes que muestran luz cercana al infrarrojo han demostrado ser extremadamente difíciles de hacer, sin embargo, y tienden a tener una aplicación limitada.
El nuevo tinte Washington Red de Xian se diferencia de estos en varios aspectos. El proceso de fabricación es más simple y el tinte es fácil de templar, lo que significa que no brillará en el infrarrojo cercano hasta que se haya localizado y unido a su objetivo. Washington Red también es muy sintonizable. Puede modificarse para buscar y unirse a una amplia variedad de moléculas, gases y otras sustancias en el cuerpo.
"En comparación con otros tintes del infrarrojo cercano, nuestro tinte es fácil de hacer y se puede modificar para apuntar a muchos compuestos biológicos diferentes, ", Dijo Xian." Podría usarse para rastrear la progresión de una amplia variedad de enfermedades y para estudiar procesos biológicos específicos, como inflamación en el corazón o acumulación de células tumorales, lo que eventualmente podría conducir al diseño de nuevos medicamentos y terapias médicas ".
Xian trabajó con la Oficina de Comercialización de WSU para presentar una patente para su tinte Washington Red para que pueda ser utilizado por investigadores de otras instituciones en todo el país y el mundo.
"La capacidad de iluminar moléculas específicas dentro de los seres vivos tiene muchas aplicaciones potenciales, Dijo Xian. "Esperamos colaborar con otros grupos de investigación y proporcionarles Washington Red para que puedan realizar sus propias investigaciones únicas".
La investigación de Xian está en consonancia con los Grandes Desafíos de WSU, un conjunto de iniciativas de investigación dirigidas a grandes problemas sociales. Es particularmente relevante para el desafío de mantener la salud y abordar la aparición y progresión de la enfermedad.
