(PhysOrg.com) - Los químicos de la Universidad de Rice han encontrado una manera de cargar más de 2 millones de pequeñas partículas de oro llamadas nanobarras en una sola célula cancerosa. El avance podría acelerar el desarrollo de tratamientos contra el cáncer que utilizarían nanobarras como pequeños elementos calefactores para cocinar los tumores desde el interior.

La investigación aparece en línea esta semana en la revista química. Edición internacional Angewandte Chemie .

"Las células de cáncer de mama que estudiamos estaban tan cargadas de nanobarras de oro que su masa aumentó en un promedio de alrededor del 13 por ciento, "dijo el líder del estudio Eugene Zubarev, profesor asociado de química en Rice. "Notablemente, las células continuaron funcionando normalmente, incluso con todo este oro en su interior ".

Aunque el objetivo final es matar el cáncer, Zubarev dijo que la estrategia es entregar partículas no tóxicas que se vuelven mortales solo cuando son activadas por un láser. Las nanovarillas, que son del tamaño de un virus pequeño, puede cosechar y convertir la luz inofensiva en calor. Pero debido a que cada nanovarilla irradia un calor minúsculo, muchos son necesarios para matar una célula.

"Idealmente, le gustaría utilizar un láser de baja potencia para minimizar los riesgos para el tejido sano, y cuantas más partículas pueda cargar dentro de la celda, cuanto más bajo pueda establecer el nivel de potencia y el tiempo de irradiación, "dijo Zubarev, investigador de Rice's BioScience Research Collaborative (BRC).

Desafortunadamente, Los científicos que estudian las nanovarillas de oro han encontrado difícil cargar grandes cantidades de partículas en las células vivas. Para principiantes, las nanovarillas son de oro puro, lo que significa que no se disolverán en solución a menos que se combinen con algún tipo de polímero o tensioactivo. El más utilizado de estos es el bromuro de cetiltrimetilamonio, o CTAB, un químico jabonoso que se usa a menudo en acondicionadores para el cabello.

CTAB es un ingrediente clave en la producción de nanobarras, por lo que los científicos a menudo han confiado en él para hacer que las nanovarillas sean solubles en agua. CTAB hace este trabajo recubriendo la superficie de las nanovarillas de la misma manera que el jabón envuelve y disuelve las gotas de grasa en el lavavajillas. Las nanovarillas revestidas con CTAB también tienen una carga positiva en sus superficies, lo que anima a las células a ingerirlos. Desafortunadamente, CTAB también es tóxico, lo que lo hace problemático para aplicaciones biomédicas.

En la nueva investigación, Zubarev, Leonid Vigderman, estudiante de posgrado de Rice y el ex estudiante de posgrado Pramit Manna, ahora en Applied Materials Inc., describen un método para reemplazar completamente CTAB con una molécula estrechamente relacionada llamada MTAB que tiene dos átomos adicionales unidos en un extremo.

Los átomos adicionales, un azufre y un hidrógeno, permiten que MTAB forme un enlace químico permanente con nanobarras de oro. A diferencia de, CTAB se une más débilmente a nanobarras y tiene una tendencia a filtrarse en los medios circundantes de vez en cuando, que se cree que es la causa subyacente de la toxicidad de la nanovarilla contenida en CTAB.

Se necesitó Zubarev, Vigderman y Manna varios años para identificar la estrategia óptima para sintetizar MTAB y sustituirlo por CTAB en la superficie de las nanovarillas. Además, desarrollaron un proceso de purificación que puede eliminar por completo todos los rastros de CTAB de una solución de nanobarras.