(PhysOrg.com) - Científicos de UC Berkeley han creado nanosensas inteligentes que algún día podrían usarse en la batalla contra el cáncer para buscar y destruir selectivamente células tumorales. así como informar sobre el estado de la misión. El equipo de investigación creó sondas multifuncionales, a los que han denominado nanocorales.

Un pequeño número de equipos de investigación en todo el mundo han estado desarrollando nanosensas específicas para objetivos durante los últimos 10 años en un esfuerzo por reducir, y quizás eliminar, el costo tóxico que la quimioterapia tiene sobre las células sanas que residen cerca de sus contrapartes enfermas.

Lo que faltaba sin embargo, es un mecanismo por el cual las nanosensas no solo pueden encontrar la célula cancerosa, pero también transmiten información una vez que se enganchan al objetivo. El equipo de UC Berkeley creó tales sondas multifuncionales, a los que han denominado nanocorales.

El desarrollo de los nuevos nanocorales es la historia de portada de la edición impresa del 22 de febrero de la revista revisada por pares. Pequeña .

"Si estás enviando un satélite al espacio, lo necesita para hacer más de una cosa. Debe alcanzar su objetivo, detectar su entorno, y comunicarse con el control de tierra, "dijo Luke Lee, Lloyd, profesor distinguido de bioingeniería en UC Berkeley y jefe del equipo de UC Berkeley que desarrolló el nanocoral. "Lo mismo ocurre en la galaxia molecular. Necesitamos sondas que puedan encontrar una célula enferma, tratarlo, y cuéntenos sobre el entorno local para que podamos determinar si el tratamiento está funcionando. Las sondas nanocorales que inventamos son un paso importante en esta dirección ".

Las diminutas sondas miden unos cientos de nanómetros de diámetro, una milésima parte del ancho de un cabello humano, y una centésima parte del tamaño de la mayoría de las células cancerosas. La idea del equipo fue combinar diferentes materiales:oro rugoso en un lado, y poliestireno liso en el otro - en una sola sonda.

El nombre de la nueva sonda está inspirado en corales marinos naturales, que utilizan superficies rugosas para mejorar la captura de luz y partículas de alimentos.

"Como los corales naturales, la superficie nanocoral altamente rugosa está diseñada para capturar moléculas cerca de las sondas, e informar de su presencia a los investigadores, "dijo Benjamin Ross, un doctorado estudiante en el Programa de Ciencia y Tecnología Aplicadas de UC Berkeley, y uno de los dos coautores principales del estudio. "El tipo de moléculas presentes, o ausentes, en la superficie de la célula puede proporcionar signos reveladores de cómo reacciona una célula al nuevo fármaco que se administra".

El lado sensorial del nanocoral se basa en una técnica llamada espectroscopia Raman mejorada en la superficie (SERS), que aprovecha las excitaciones electromagnéticas que ocurren cuando las moléculas entran en contacto con la superficie rugosa de un metal, como el oro. Las moléculas producen oscilaciones que resuenan a frecuencias distintivas cuando se exponen a la luz láser, revelando su presencia a los científicos.

Los investigadores verificaron la sensibilidad del nanocoral midiendo su capacidad para detectar un compuesto químico estándar para la espectroscopia Raman.

Para que el nanocoral se dirija a células específicas, los investigadores aprovecharon la capacidad de unir anticuerpos a las superficies de los polímeros.

"Podemos adaptar el nanocoral a las células cancerosas de interés uniendo los anticuerpos adecuados, "dijo el otro coautor principal del estudio, Liz Wu, quien realizó esta investigación como Ph.D. estudiante en el programa de Ciencia y Tecnología Aplicadas.

Los investigadores demostraron este concepto al recubrir la superficie de poliestireno con anticuerpos que atacan al receptor 2 del factor de crecimiento epidérmico humano (HER-2), un objetivo bien conocido para el tratamiento del cáncer, ya que a menudo se sobreexpresa en formas agresivas de cáncer de mama. Confirmaron con imágenes de campo brillante y fluorescentes que el nanocoral unido a las células de cáncer de mama con receptores HER-2, mientras que los experimentos de control mostraron que no se produjo unión cuando se usaron diferentes anticuerpos o cuando se usaron células que carecen de HER-2.

"Todavía estamos en las primeras etapas de desarrollo, pero somos optimistas de que los nanocorales eventualmente se convertirán en herramientas útiles de diagnóstico y tratamiento para una amplia gama de cánceres, ", dijo Lee." Esto potencialmente nos permitirá no solo administrar un medicamento, sino también para ver la respuesta en tiempo real a nivel subcelular ".

Otro coautor del estudio es SoonGweon Hong, Estudiante de posgrado en bioingeniería de UC Berkeley.