Los nanosistemas que son "teranósticos", que combinan funciones tanto terapéuticas como de diagnóstico, presentan una nueva y emocionante oportunidad para administrar medicamentos a células específicas e identificar los sitios de la enfermedad. Bin Liu del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales, y colegas de la Universidad Nacional de Singapur, han creado nanopartículas con dos funciones anticancerígenas distintas y una función de imagen, todo estimulado bajo demanda por una sola fuente de luz. Las nanopartículas también incluyen la propiedad de focalización celular esencial para el tratamiento y la obtención de imágenes en las ubicaciones correctas.

El sistema está construido alrededor de un polímero a base de polietilenglicol que lleva un pequeño componente peptídico que le permite unirse preferentemente a tipos celulares específicos. El polímero en sí mismo sirve como fotosensibilizador que puede ser estimulado por la luz para liberar especies reactivas de oxígeno (ROS). También lleva el fármaco de quimioterapia doxorrubicina en forma de profármaco.

La fluorescencia natural del polímero ayuda al diagnóstico y seguimiento de la terapia, ya que muestra dónde se han acumulado las nanopartículas. Los ROS generados por la estimulación lumínica tienen una actividad terapéutica 'fotodinámica' directa, que destruye las células objetivo. Además, los ROS rompen el vínculo entre el polímero y la doxorrubicina. Por lo tanto, Las células cancerosas pueden ser sometidas a un ataque doble de la terapia ROS y el fármaco de quimioterapia que se libera dentro de ellas (ver imagen).

"Esta es la primera nanoplataforma que puede ofrecer quimioterapia y terapia fotodinámica guiada por imágenes y bajo demanda con liberación de fármaco activada a través de un interruptor de luz, "explica Liu, enfatizando la importancia del sistema.

Los investigadores demostraron el poder de su plataforma aplicándola a una mezcla de células cancerosas cultivadas, algunos de los cuales sobreexpresaban una proteína de superficie que podía unirse al péptido de direccionamiento en las nanopartículas. Las imágenes de fluorescencia indicaron que las nanopartículas fueron absorbidas por las células diana y que ROS y doxorrubicina se liberaron dentro de estas células, todo a niveles significativamente más altos que en las células utilizadas como controles. La doxorrubicina que se liberó en el citoplasma celular entró fácilmente en el núcleo, su sitio de actividad. Crucialmente, la terapia combinada tuvo un efecto citotóxico mayor que cualquier terapia sola.

"La luz blanca utilizada en este trabajo no penetra lo suficiente en el tejido para aplicaciones in vivo, "Liu explica, "pero ahora estamos intentando utilizar luz láser de infrarrojo cercano para mejorar la penetración del tejido y avanzar hacia la terapia contra el cáncer a demanda". También sugiere que, con algunas modificaciones, el sistema puede ser adecuado para el diagnóstico y tratamiento de otros procesos patológicos que incluyen inflamación e infección por VIH.