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  • Los nanovectores combinan imágenes y terapia del cáncer

    Diagrama e imagen de microscopía electrónica de un "traqueteo cuántico":una capa de sílice porosa (en azul en el diagrama) está llena de puntos dorados, todo a escala nanométrica. El oro está presente en dos formas:partículas de menos de 2 nm (puntos) en los poros de la cáscara, y partículas más grandes (7 nm) en la cavidad central. Crédito:Mathew Hembury, Ciro Chiappini Glenna L. Drisko y otros, con la autorización de PNAS Estas imágenes están disponibles en la fototeca del CNRS, [email protected]

    Investigadores del Imperial College London y el Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (CNRS / Collège de France / UPMC) han diseñado y desarrollado nanopartículas híbridas de oro y sílice, que están resultando ser auténticas "navajas suizas" terapéuticas. Probado en ratones y en células humanas cultivadas, permiten combinar dos formas de tratamiento de tumores y tres técnicas de imagen. En particular, tienen una mayor capacidad de carga y entrega de medicamentos que los transportistas actualmente en el mercado, lo que abre perspectivas interesantes para la investigación del cáncer. Los resultados fueron publicados en PNAS el 4 de febrero 2015.

    Desarrollar una herramienta que combine tres técnicas de imagen complementarias (MRI, fluorescencia del infrarrojo cercano y un tipo de ecografía llamada "fotoacústica") con dos formas de terapia (quimioterapia y terapia fototérmica), todo dentro de una esfera de 150 nanómetros de diámetro, es la hazaña lograda recientemente por un equipo internacional de químicos y especialistas en ingeniería biomédica. Lograr esto, los investigadores sintetizaron objetos híbridos que consisten en una capa de sílice mesoporosa que contiene puntos cuánticos de oro.

    Los puntos cuánticos de oro son pequeñas nanopartículas (menos de 2 nanómetros) con propiedades únicas (fluorescencia, producción de calor, magnetismo) que son muy diferentes a los del oro macizo, o incluso nanopartículas de oro más grandes. Sin embargo, su falta de estabilidad en disolventes acuosos (tienden a agregarse para formar partículas más grandes) había impedido su uso en biología y medicina hasta ahora. Al "infundir" cáscaras de sílice porosa con precursores de oro, los investigadores lograron crear puntos cuánticos de oro en los poros de la capa (que los estabiliza), así como nanopartículas de oro más grandes en la cavidad central. Estable en soluciones acuosas, esta estructura de "cascabeleo cuántico" puede penetrar en el centro de las células sin toxicidad. También conserva las propiedades ópticas y magnéticas de los puntos cuánticos de oro, maximizando su capacidad de almacenamiento de medicamentos.

    La incorporación de oro hidrofóbico en la esfera de sílice ayudó a incrementar muy significativamente su capacidad de almacenamiento de doxorrubicina, un agente anticanceroso a menudo difícil de estabilizar en este tipo de matriz porosa. Los científicos creen que la proporción de moléculas que alcanzarían su objetivo se dispararía del 5 al 95%, en comparación con los portadores de fármacos (de tipo liposomal) actualmente en el mercado. Además de esta capacidad para transportar drogas, tienen potencial en la terapia fototérmica. De hecho, cuando son excitados por un láser infrarrojo, las partículas que contienen los puntos cuánticos dorados emiten fluorescencia infrarroja, pero también suficiente calor, hasta 51 ° C, para matar las células cancerosas. Esto hizo posible reducir la masa tumoral en ratones en un 55% después de un solo tratamiento.

    La producción de calor también se puede utilizar para obtener imágenes, ya que provoca una dilatación temporal de los puntos cuánticos de oro, que produce ondas de ultrasonido que se pueden detectar, como en la ecografía. Es más, la fluorescencia emitida por las partículas excitadas por láser viaja a través del tejido (que no absorbe infrarrojos en esta longitud de onda), y por tanto se puede medir de forma no invasiva. Finalmente, para tamaños inferiores a 2 nanómetros, el oro se vuelve magnético. Por tanto, es posible utilizar cascabeles cuánticos como agente de contraste para la formación de imágenes por resonancia magnética (IRM). Estos tres métodos de obtención de imágenes (fluorescencia del infrarrojo cercano, imagen fotoacústica y resonancia magnética) permiten observar el tumor de forma complementaria, con muy alta resolución espacial y temporal.

    Los investigadores ahora están explorando cómo optimizar estos nanovectores. Les gustaría "funcionalizar" su superficie con marcadores para poder identificar y apuntar específicamente a las células cancerosas. Finalmente, esperan poder reducir el tamaño de las partículas de oro en la cavidad central, para que el portador sea completamente biodegradable.


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