A James Bond le gustaba que su martini 'se agita, no se revuelve', y ahora los investigadores de A * STAR han descubierto que temblar, en lugar de revolver, también produce mejores nanopartículas para la obtención de imágenes biológicas, con importantes implicaciones para el espionaje del cáncer.

Sondas fluorescentes que se utilizan actualmente para la obtención de imágenes biológicas (por ejemplo, puntos cuánticos de seleniuro de cadmio) tienen una fluorescencia lo suficientemente brillante como para aparecer en los detectores, pero pueden ser tóxicos y, por lo tanto, inadecuados para su uso en el cuerpo. Ahora, Bin Liu y sus colegas del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales han fabricado con éxito sondas de nanopartículas que son biocompatibles y también tienen una alta especificidad y fotoestabilidad. Es más, estas nuevas sondas tienen un rendimiento excelente en la región del rojo lejano al infrarrojo cercano del espectro electromagnético, que es de particular interés para la formación de imágenes de cáncer.

El método del equipo es elegante en su simplicidad:mejora las propiedades ópticas de las sondas simplemente variando el tamaño y la forma de las nanopartículas. "Esto nos permite eludir los complicados procesos de síntesis y diseño molecular, ", explica Liu." Proporciona un método fácil pero eficiente para desarrollar sondas fluorescentes de infrarrojo cercano de rojo lejano muy alto ".

Los investigadores produjeron las nanopartículas en agua mediante dos métodos:agitación y ultrasonidos (es decir, 'temblando' a frecuencias muy altas). La ecografía produjo nanopartículas con tamaños promedio de 4 nanómetros, que es considerablemente más pequeño que sus contrapartes revueltas. Estas nanopartículas también eran mucho más brillantes, con un rendimiento cuántico del 26 por ciento en agua, más de cinco veces más brillante que las nanopartículas producidas por agitación.

Liu explica que la ultrasonicación produce cadenas de polímeros que están más juntas, resultando en "estructuras compactas que pueden prevenir eficazmente la invasión de agua y así suprimir el enfriamiento, produciendo una mayor fluorescencia ".

Luego, los investigadores probaron el comportamiento de las nanopartículas producidas por sonicación en un entorno biológico para determinar si serían sondas efectivas para un objetivo biológico específico. Eligieron estreptavidina, una proteína que tiene una alta afinidad por la molécula de adhesión de células epiteliales (EpCAM), un biomarcador común para varios cánceres. Después de conjugar estreptavidina a las superficies de las nanopartículas, Los investigadores investigaron la eficacia de las nanopartículas como sonda extracelular para EpCAM empleando células de cáncer de mama MCF-7 como línea celular modelo (ver imagen). Las nanopartículas exhibieron una excelente fotoestabilidad y una fluorescencia mucho más alta que una sonda disponible comercialmente (Cy3-SA).

Liu señala que al cambiar la estreptavidina con otra proteína, las mismas nanopartículas podrían usarse para apuntar a otros biomarcadores. "Esto conducirá a una nueva generación de sondas fluorescentes para la terapia guiada por imágenes, " ella dice.