Los vasos sanguíneos bloqueados en el cerebro de los pacientes con accidente cerebrovascular impiden que la sangre rica en oxígeno llegue a las células, causando daños severos. Las plantas y algunos microbios producen oxígeno a través de la fotosíntesis. ¿Y si hubiera una forma de hacer que la fotosíntesis ocurriera en el cerebro de los pacientes? Ahora, investigadores que informan en ACS ' Nano letras han hecho precisamente eso en células y en ratones, utilizando algas verdiazules y nanopartículas especiales, en una demostración de prueba de concepto.

Los accidentes cerebrovasculares provocan la muerte de 5 millones de personas en todo el mundo cada año, según la Organización Mundial de la Salud. Millones más sobreviven pero a menudo experimentan discapacidades, como dificultades con el habla, tragar o recordar. La causa más común es un bloqueo de los vasos sanguíneos en el cerebro, y la mejor manera de prevenir el daño cerebral permanente por este tipo de accidente cerebrovascular es disolver o eliminar quirúrgicamente el bloqueo lo antes posible. Sin embargo, esas opciones solo funcionan dentro de una ventana de tiempo limitada después de que ocurre el accidente cerebrovascular y pueden ser riesgosas. Alga verde azul, tal como Synechococcus elongatus , Se han estudiado previamente para tratar la falta de oxígeno en el tejido cardíaco y los tumores mediante la fotosíntesis. Pero la luz visible necesaria para activar los microbios no puede penetrar el cráneo, y aunque la luz del infrarrojo cercano puede atravesarla, es insuficiente para impulsar directamente la fotosíntesis. Nanopartículas de "conversión ascendente", se utiliza a menudo para la obtención de imágenes, puede absorber fotones del infrarrojo cercano y emitir luz visible. Entonces, Lin Wang, Zheng Wang, Guobin Wang y sus colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong querían ver si podían desarrollar un nuevo enfoque que algún día pudiera usarse para pacientes con accidente cerebrovascular combinando estas partes: S. elongatus , nanopartículas y luz infrarroja cercana, en un nuevo sistema "nano-fotosintético".

Los investigadores emparejaron S. elongatus con nanopartículas de neodimio de conversión ascendente que transforman la luz infrarroja cercana que penetra en los tejidos a una longitud de onda visible que los microbios pueden utilizar para realizar la fotosíntesis. En un estudio celular, encontraron que el enfoque de nano-fotosíntesis redujo el número de neuronas que murieron después de la privación de oxígeno y glucosa. Luego inyectaron los microbios y nanopartículas en ratones con arterias cerebrales bloqueadas y expusieron a los ratones a la luz del infrarrojo cercano. La terapia redujo la cantidad de neuronas moribundas, mejoró la función motora de los animales e incluso ayudó a que comenzaran a crecer nuevos vasos sanguíneos. Aunque este tratamiento aún se encuentra en la etapa de experimentación con animales, promete avanzar algún día hacia ensayos clínicos en humanos, dicen los investigadores.