Los investigadores han desarrollado una nueva forma de nanopartículas y una técnica de imagen asociada que puede detectar múltiples biomarcadores de enfermedades. incluidos los del cáncer de mama, que se encuentra en tejidos profundos del cuerpo.

Reportado en la revista científica Nanotecnología de la naturaleza , la investigación abre una nueva vía en el diagnóstico de enfermedades mínimamente invasivas y potencialmente tendrá un uso generalizado tanto para la investigación biomédica como para aplicaciones clínicas.

"El uso de nanopartículas para la obtención de imágenes biológicas de enfermedades es un área de la ciencia apasionante y en rápido movimiento, "dice el autor de la investigación, el Dr. Yiqing Lu, del Centro de Excelencia ARC para Biofotónica a nanoescala (CNBP), Universidad Macquarie.

"Las nanopartículas especialmente diseñadas pueden colocarse en muestras biológicas o inyectarse en sitios específicos del cuerpo y luego 'excitarse' con luz introducida, como la de un láser o una fibra óptica, " él dice.

"Los biomarcadores de enfermedades a los que se dirigen estas nanopartículas luego se revelan, emitiendo sus propias firmas de longitud de onda específicas que pueden ser identificadas y representadas ".

Sin embargo, una limitación importante es que solo un biomarcador de enfermedad a la vez puede distinguirse y cuantificarse en el cuerpo utilizando este tipo de técnica de detección.

"La detección de múltiples biomarcadores (conocidos como multiplexación) en el cuerpo ha sido un gran desafío para los investigadores, "dice el Dr. Lu.

"El entorno de los tejidos es extremadamente complejo, lleno de elementos que absorben y dispersan la luz, como sangre, músculo y cartílago. E introduciendo múltiples nanopartículas en un sitio, operando en múltiples longitudes de onda para detectar múltiples biomarcadores, produce demasiada interferencia. Hace que sea extremadamente difícil determinar con precisión si hay una variedad de biomarcadores de enfermedades presentes ".

Lo que el Dr. Lu y el equipo de investigación han hecho para resolver este problema ha sido diseñar nanopartículas innovadoras que emiten luz a la misma frecuencia (luz infrarroja cercana) pero que pueden codificarse para emitir luz durante períodos de tiempo establecidos (en el rango de tiempo de microsegundos a milisegundos).

"Es la duración de la emisión de luz y la reacción del biomarcador a esta cantidad cronometrada de luz (conocida como vida útil de la luminiscencia) lo que produce una firma molecular claramente identificable, " él dice.

"Se pueden identificar claramente y obtener imágenes de múltiples biomarcadores de enfermedades con base en este enfoque, ya que no hay longitudes de onda superpuestas que interfieran con la lectura".

"Esto permite obtener imágenes biomédicas ópticas de alto contraste que pueden detectar múltiples biomarcadores de enfermedades al mismo tiempo". dice el Dr. Lu.

En un emocionante avance en las pruebas de laboratorio, las innovadoras nanopartículas han podido detectar múltiples formas de tumores de cáncer de mama en ratones.

"Estamos muy emocionados hacia dónde nos lleva este trabajo, ", dice el profesor Fan Zhang de la Universidad de Fudan (China) y coautor principal de la publicación de la investigación.

"Pudimos detectar e identificar con éxito biomarcadores clave para varios subtipos diferentes de cáncer de mama".

"Esta técnica tiene el potencial de proporcionar un método poco invasivo para determinar si hay cáncer de mama, así como la forma de cáncer de mama, sin necesidad de tomar muestras de tejido mediante biopsia ".

"En última instancia, nuestras nuevas nanopartículas permitirán la evaluación cuantitativa de una amplia gama de biomarcadores de enfermedades y cáncer, todo a la vez. La técnica podrá utilizarse para el cribado de enfermedades en etapa temprana y se podrá utilizar potencialmente en la terapia integrada. "dice el profesor Fan Zhang.

Profesor Jim Piper, El líder del nodo CNBP en la Universidad de Macquarie y también autor del artículo se muestra igualmente optimista con los resultados que se han obtenido.

"Este es un gran avance en un esfuerzo a largo plazo en nuestro Centro en la Universidad de Macquarie para desarrollar técnicas innovadoras para la detección simultánea de múltiples marcadores de enfermedades en humanos y animales, " él dice.

"Los próximos pasos en nuestra colaboración en investigación son perfeccionar aún más las nanopartículas, examinar cuestiones relacionadas con el despliegue clínico de la tecnología y explorar otras aplicaciones y áreas de enfermedades en las que esta técnica podría utilizarse mejor ".

Reportado en la revista Nanotecnología de la naturaleza , el equipo internacional de investigadores involucrados en el estudio tiene su sede en el Centro de Excelencia ARC para Biofotónica a nanoescala (CNBP), Universidad Macquarie y Universidad Fudan, Porcelana.

Notablemente, El trabajo es una extensión de una investigación previa sobre imágenes de nanopartículas realizada por el Dr. Lu en la Universidad Macquarie, que ha obtenido una patente en los Estados Unidos y China. y que ya ha sido licenciado con socios comerciales.