Esto permite rastrear en tiempo real las rutas tomadas por el cuerpo por los microrobots. Además, se puede "recargar" de forma no invasiva con luz infrarroja cercana (NIR) sin contacto.

Los macrófagos son células inmunes importantes que "comen" bacterias además de participar en la eliminación de células cancerosas. Además, pueden absorber fármacos y transportarlos al interior de las células, incluidas las tumorales. Si absorben nanopartículas magnéticas, los macrófagos pueden ser guiados por un imán a un área objetivo dentro del cuerpo, como un tumor. Esto permite a los "microrobots" macrófagos reducir los efectos secundarios asociados con la quimioterapia.

Sería útil poder rastrear los microrobots a lo largo del tiempo a medida que se mueven por el cuerpo. Se han considerado técnicas de obtención de imágenes por fluorescencia, pero requieren una irradiación externa constante. Esto provoca un alto nivel de ruido de fondo resultante de la autofluorescencia de muchas biomoléculas. Además, la profundidad de penetración limitada de la luz visible y ultravioleta a través de los tejidos necesaria en el tejido limita la profundidad de detección.

Una alternativa podría ser el uso de sondas que puedan irradiarse antes del procedimiento y producir un resplandor. Sin embargo, las nanopartículas inorgánicas con un brillo duradero conllevan el riesgo de que se escapen iones de metales pesados; mientras que los compuestos orgánicos sólo brillan brevemente y no pueden excitarse repetidamente.

Un equipo del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen de la Academia China de Ciencias (China), en colaboración con la Universidad de Koç (Turquía), ha desarrollado una "nanotorcha recargable". Está compuesto por múltiples componentes:nanopartículas de un precursor de una molécula orgánica luminiscente, fotosensibilizadores (un análogo hidrofóbico del azul de metileno) y polietilenglicol equipado con péptidos que penetran en las células.

El fotosensibilizador absorbe la luz NIR y excita las moléculas de oxígeno circundantes. Este oxígeno singlete altamente reactivo se une luego al precursor y forma un grupo dioxetano, un anillo de cuatro miembros formado por dos átomos de oxígeno y dos de carbono. Este sufre un reordenamiento que libera la molécula luminiscente deseada y emite el exceso de energía por luminiscencia. Después de la irradiación inicial, las nanotorchas continúan brillando durante diez días.

Una vez agotadas, las nanoantorchas se pueden recargar "remotamente" y hacer que vuelvan a brillar mediante radiación externa con luz NIR, que puede penetrar profundamente en los tejidos, varias veces. Esto requiere que las cantidades relativas de fotosensibilizador y precursor de molécula luminiscente se seleccionen de modo que sólo algunos de los precursores se activen con cada irradiación. Esto permite obtener imágenes durante períodos de tiempo más largos.

El equipo chino liderado por Pengfei Zhang, Ping Gong y Lintao Cai colaboró ​​con el equipo turco liderado por Safacan-Kolemen para introducir estas nuevas nanotorchas en microrobots basados ​​en macrófagos y pudieron seguir su camino guiado por imanes a través de los cuerpos de ratones en tiempo real. tiempo a través de las señales de luminiscencia.

Más información: Gongcheng Ma et al, Nanotorchas luminosas recargables para el rastreo in vivo de microrobots celulares, Angewandte Chemie International Edition (2024). DOI:10.1002/anie.202400658

Información de la revista: Edición internacional Angewandte Chemie

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