Los investigadores de la Universidad de Rice han sintetizado una generación nueva y muy mejorada de agentes de contraste para marcar y rastrear en tiempo real las células madre del cuerpo.

El agente combina nanotubos de carbono ultracortos y grupos de bismuto que aparecen en las radiografías tomadas con escáneres de tomografía computarizada (TC). El compuesto estable funciona más de ocho veces mejor que el material de primera generación introducido en 2013, según los investigadores.

"La aplicación principal será rastrearlas en terapias con células madre para ver si las células son atraídas al sitio de la enfermedad, por ejemplo, cáncer, y en qué concentración, ", dijo el químico de Rice Lon Wilson sobre el compuesto que los investigadores denominan tubos Bi4C @ US.

"La resonancia magnética se utiliza actualmente para ese propósito y funciona bastante bien, pero la tecnología de rayos X en la clínica está mucho más disponible, ", dijo." Es más rápido y más barato, y podría facilitar los estudios preclínicos para rastrear las células madre in vivo ".

El proceso desarrollado por el equipo de Wilson y sus colegas en CHI St. Luke's Health-Baylor St. Luke's Medical Center y Baylor College of Medicine se detalla este mes en la revista American Chemical Society. Materiales e interfaces aplicados de ACS .

El bismuto se usa en cosmética, pigmentos y productos farmacéuticos, notablemente como ingrediente activo del bismuto rosa (también conocido como Pepto-Bismol), un antiácido. Para esta aplicación, nanoclusters de bismuto desarrollados por el laboratorio del químico de Rice Kenton Whitmire, un coautor del artículo, se combinan con nanotubos de carbono tratados químicamente para acortarlos a entre 20 y 80 nanómetros y añadir defectos a sus paredes laterales. Los nanoclusters, que constituyen aproximadamente el 20 por ciento del compuesto, parecen adherirse fuertemente a los nanotubos a través de estos defectos.

Cuando se introduce en las células madre, los nanotubos tratados se vuelven fáciles de detectar, Dijo Wilson. "Es muy interesante ver un cultivo celular que es opaco a los rayos X. No son tan oscuros como el hueso (que los rayos X no pueden penetrar), pero son realmente oscuros cuando están cargados con estos agentes ".

El compuesto se probó en un escáner de TC en el Hospital St. Luke's Baylor, que comparó las capacidades de los nanotubos vacíos, la generación anterior de tubos Bi @ US y el nuevo compuesto. Las unidades Hounsfield se utilizan para medir la atenuación de rayos X de los agentes de contraste. Las pruebas encontraron alrededor de 188 unidades Hounsfield para nanotubos ultracortos simples, 227 para tubos Bi @ US más antiguos y 2, 178 para el último compuesto. La mayoría de los tejidos blandos se encuentran entre 30 y 100 unidades Hounsfield, por lo que se esperaba que las células marcadas con el nuevo compuesto se destacaran.

Pruebas adicionales mostraron que los grupos se sujetan firmemente a sus nanotubos. Los investigadores no detectaron liberación de bismuto de los nanotubos probados a temperatura corporal durante 48 horas.

Wilson dijo que dependerá de la Administración de Drogas y Alimentos federal aprobar el nuevo compuesto para su uso en humanos. "Pero estamos en condiciones de comenzar estudios preclínicos ahora que hemos determinado qué tan bien podemos cargar las células y el hecho de que las células aparentemente no se ven dañadas por la tecnología y las ráfagas cortas de rayos X". " él dijo.