Diagrama esquemático de la investigación. Crédito:KAIST
Sangyong Jon, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de KAIST, y su equipo desarrolló una combinación de imágenes fotoacústicas y terapia fototérmica para el cáncer mediante el uso de nanopartículas de bilirrubina (BR).
El equipo de investigación aplicó las propiedades de un pigmento biliar llamado BR, que ejerce potentes efectos antioxidantes y antiinflamatorios, a esta investigación.
El equipo espera esta investigación, que muestra una alta biocompatibilidad, así como una excelente imagen fotoacústica y terapia fototérmica, ser un sistema apropiado en el campo del tratamiento del cáncer.
En el pasado, El equipo de investigación desarrolló un sistema de nanopartículas a base de bilirrubina pegilada mediante la combinación de BR insoluble en agua con polietilenglicol (PEG) soluble en agua.
Esta tecnología facilitó la acción de los antioxidantes BR, pero evitó que se acumularan en el cuerpo. Su eficiencia y seguridad se identificó en un modelo de enfermedad animal, para afecciones como la enfermedad inflamatoria intestinal, transporte de células de islotes, y asma.
A diferencia de los métodos de investigación anteriores, Esta investigación aplicó las diferentes propiedades fisicoquímicas del BR al tratamiento del cáncer.
Cuando el agente causante de la ictericia, amarillo BR, está expuesto a una cierta longitud de onda de luz azul, el agente se convierte en un nanomaterial fotónico a medida que responde a la luz. Este nanomaterial sensible a la luz se puede utilizar para curar la ictericia porque permite la excreción activa en los bebés.
Imagen de nanopartículas de bilirrubina y nanopartículas de bilirrubina quelatadas con cisplatino. Crédito:KAIST
En segundo lugar, el equipo identificó que la BR es un componente importante de los cálculos biliares de pigmento negro que a menudo se pueden encontrar en la vesícula biliar o en los conductos biliares bajo ciertas condiciones patológicas. Los hallazgos muestran que BR forma cálculos biliares de pigmento negro sin el papel de un intermedio o catión, como calcio y cobre. El equipo de investigación combinó cisplatino, un medicamento contra el cáncer a base de platino metal, con BR para que las nanopartículas de BR cambiaran el color de la solución de amarillo a morado.
El equipo también examinó la posibilidad de nanopartículas BR quelatadas con cisplatino como sonda para imágenes fotoacústicas. Descubrieron que se mostraba una actividad fotoacústica considerable cuando se exponía a luz infrarroja cercana. De hecho, la señal fotoacústica se incrementó significativamente en tumores de animales con cáncer colorrectal cuando se le administraron las nanopartículas por vía intravenosa. El equipo espera un diagnóstico más preciso de los tumores a través de esta tecnología.
Es más, el equipo evaluó los efectos fototérmicos de las nanopartículas de BR queladas con cisplatino. La investigación mostró que la temperatura de los tumores aumentó en 25 grados Celsius en cinco minutos cuando fueron expuestos a luz infrarroja cercana. debido al efecto fototérmico. Después de dos semanas, su tamaño se redujo en comparación con el de otros grupos, ya veces los tumores incluso se necrosaron.
El profesor Jon dijo:"Las sustancias existentes tienen baja biocompatibilidad y limitación para la terapia clínica porque están orientadas artificialmente; por lo tanto, pueden tener toxicidad. Espero que estas nanopartículas basadas en BR quelatadas con cisplatino proporcionen una nueva plataforma para estudios preclínicos, investigación traslacional y adaptación clínica de la imagen fotoacústica y la terapia fototérmica ".
