Los investigadores de A * STAR han desarrollado y probado con éxito un tinte orgánico que puede iluminar las células cancerosas para dos poderosas técnicas de imágenes que proporcionan información de diagnóstico complementaria en ratones.

La obtención de imágenes de tumores es de vital importancia para la investigación del cáncer, pero cada técnica de imagen tiene sus propias limitaciones para estudiar el cáncer en organismos vivos. Para superar las limitaciones de las técnicas individuales, los investigadores suelen emplear una combinación de varios métodos de obtención de imágenes, una práctica conocida como imagen multimodal. De este modo, pueden obtener información complementaria y, por tanto, una imagen más completa del cáncer.

Dos métodos muy efectivos para obtener imágenes de tumores son las imágenes fotoacústicas y la dispersión Raman mejorada en la superficie (SERS). Las imágenes fotoacústicas pueden obtener imágenes de tejido profundo con una buena resolución, mientras que SERS detecta cantidades minúsculas de una molécula diana. Para utilizar simultáneamente imágenes fotoacústicas y SERS, una sonda debe producir señales para ambas modalidades de imagen.

En imágenes multimodales, los investigadores suelen combinar sondas para cada modalidad de imagen en una única sonda de dos moléculas. Sin embargo, los equipos de Malini Olivo en el Consorcio de Bioimagen A * STAR de Singapur y Bin Liu en el Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales, junto con el colaborador extranjero Ben Zhong Tang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, adoptaron un enfoque diferente:desarrollaron sondas de molécula única que se pueden utilizar tanto para imágenes fotoacústicas como para SERS. Las sondas se basan en tintes orgánicos de cianina que absorben la luz del infrarrojo cercano, que tiene la ventaja de poder penetrar profundamente el tejido, lo que permite obtener imágenes de los tumores que se encuentran en las profundidades del cuerpo.

Una vez que el equipo había verificado que las sondas funcionaban para ambas modalidades de imagen, optimizaron el rendimiento de las sondas añadiéndoles nanopartículas de oro para amplificar la señal SERS y encapsulándolas en el polímero polietilenglicol para estabilizar sus estructuras.

Luego, los investigadores implementaron estas sondas optimizadas en ratones vivos. Al funcionalizar las sondas con un anticuerpo que reconoce una proteína de la superficie de la célula tumoral, pudieron usarlos para atacar tumores. Los científicos encontraron que, en imágenes fotoacústicas, las sondas dirigidas al tumor produjeron señales que eran aproximadamente tres veces más fuertes que las de las sondas no modificadas. Usando SERS, el equipo también pudo controlar las concentraciones de las sondas en el tumor, bazo e hígado en tiempo real con un alto grado de sensibilidad.

U. S. Dinish, un científico senior del grupo de Olivo, recuerda la "sorpresa del equipo por la sensibilidad y el potencial de la nanoconstrucción". Anticipa que la sonda podría usarse para guiar la extirpación quirúrgica de tumores.