(A) La figura describe las respuestas fototérmicas mejoradas de las nanopartículas de oro agregadas. (B) Nanoesferas de oro modificadas con aptámeros que muestran una alta selectividad en el direccionamiento específico de las células de cáncer de próstata humano sobre las células epiteliales de próstata humanas normales (círculos verdes). (C) La figura muestra imágenes fototérmicas selectivas de células cancerosas. (D) La figura muestra las células cancerosas dañadas después del tratamiento fototérmico. Crédito: Revista de letras de química física
Los químicos de NUS han descubierto que los grupos de nanopartículas de oro se pueden utilizar en la terapia fototérmica para la obtención de imágenes y el tratamiento del cáncer de próstata humano.
La fototerapia es un nuevo método de tratamiento para pacientes con cáncer que es mínimamente invasivo y puede dirigirse a una región específica del cuerpo. Utiliza un agente fototérmico para absorber y convertir la energía de la radiación luminosa en calor para matar las células cancerosas. Las nanopartículas de oro son excelentes agentes fototérmicos debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas y su alta eficiencia de conversión de fotón a calor (> 99%). Sin embargo, tienen poca absorción de luz en la región del infrarrojo cercano (NIR) donde la transmisividad del tejido es óptima. Por lo tanto, se debe utilizar una fuente de luz NIR más fuerte, lo que podría causar daños colaterales no deseados a las áreas circundantes.
En colaboración con el profesor Matthew LANG de la Universidad de Vanderbilt, el equipo de investigación dirigido por el profesor XU Qing-Hua del Departamento de Química, NUS descubrió que las nanoesferas de oro (70 nm de diámetro) muestran una absorción mejorada y respuestas fototérmicas en la región NIR cuando se agregan para formar grupos. Se sabe que las nanoesferas de oro discretas no absorben la luz del infrarrojo cercano, pero su capacidad de absorción puede incrementarse hasta 25 veces cuando forman grupos. La absorción mejorada se debe a un efecto conocido como acoplamiento de plasmón , que ocurre cuando la separación entre dos partículas es menor que su tamaño individual.
Según sus hallazgos, Los investigadores han demostrado la obtención de imágenes fototérmicas y la terapia en células de cáncer de próstata humano en un entorno de laboratorio. Diseñaron y construyeron un sistema de imágenes fototérmicas que consta de dos láseres NIR de onda continua colineales estrechamente enfocados:un rayo a 750 nm actúa como rayo de calentamiento, y otro haz a 850 nm detecta el cambio inducido térmicamente en el índice de refracción. Las nanoesferas de oro modificadas con aptámeros (moléculas de oligonucleótidos o péptidos que se unen a una molécula diana específica) se unen selectivamente a la membrana de las células de cáncer de próstata humano para formar grupos. Esto permite que las células cancerosas se detecten selectivamente utilizando el sistema y se dañen con alta precisión.
El profesor Xu dijo:"Avanzando, el equipo tiene previsto centrarse en mejorar la detección de la respuesta fototérmica mediante el uso de señales fotoacústicas. Esto permitirá una detección más sensible en tejidos más profundos ".
