Los científicos del Instituto Indio de Ciencias (IISc) han desarrollado un nuevo enfoque para potencialmente detectar y matar células cancerosas, especialmente aquellas que forman una masa tumoral sólida. Han creado nanopartículas híbridas hechas de oro y sulfuro de cobre que pueden matar células cancerosas mediante calor y permitir su detección mediante ondas sonoras, según un estudio publicado en ACS Applied Nano Materials. .
La detección y el tratamiento tempranos son clave en la batalla contra el cáncer. Las nanopartículas de sulfuro de cobre han recibido atención anteriormente por su aplicación en el diagnóstico del cáncer, mientras que las nanopartículas de oro, que pueden modificarse químicamente para atacar las células cancerosas, han demostrado efectos anticancerígenos. En el estudio actual, el equipo del IISc decidió combinar estos dos en nanopartículas híbridas.
"Estas partículas tienen propiedades fototérmicas, de estrés oxidativo y fotoacústicas", dice Jaya Prakash, profesora asistente en el Departamento de Instrumentación y Física Aplicada (IAP) del IISc y uno de los autores correspondientes del artículo. Doctor. Los estudiantes Madhavi Tripathi y Swathi Padmanabhan son coautores.
Cuando se ilumina con luz estas nanopartículas híbridas, absorben la luz y generan calor, que puede matar las células cancerosas. Estas nanopartículas también producen átomos de oxígeno singlete que son tóxicos para las células. "Queremos que ambos mecanismos eliminen la célula cancerosa", explica Jaya Prakash.
Los investigadores afirman que las nanopartículas también pueden ayudar a diagnosticar ciertos tipos de cáncer. Los métodos existentes, como las tomografías computarizadas y las resonancias magnéticas independientes, requieren profesionales de radiología capacitados para descifrar las imágenes. La propiedad fotoacústica de las nanopartículas les permite absorber la luz y generar ondas de ultrasonido, que pueden usarse para detectar células cancerosas con alto contraste una vez que las partículas llegan a ellas.
Las ondas de ultrasonido generadas a partir de las partículas permiten una resolución de imagen más precisa ya que las ondas sonoras se dispersan menos cuando atraviesan los tejidos en comparación con la luz. Las exploraciones creadas a partir de las ondas de ultrasonido generadas también pueden proporcionar una mayor claridad y pueden usarse para medir la saturación de oxígeno en el tumor, lo que mejora su detección.
"Se puede integrar esto con los sistemas existentes de detección o tratamiento", afirma Ashok M Raichur, profesor del Departamento de Ingeniería de Materiales y otro autor correspondiente. Por ejemplo, se puede hacer que las nanopartículas produzcan calor al iluminarlas con una luz usando un endoscopio que generalmente se usa para la detección del cáncer.
Las nanopartículas desarrolladas anteriormente tienen aplicaciones limitadas debido a su gran tamaño. El equipo del IISc utilizó un novedoso método de reducción para depositar pequeñas semillas de oro en la superficie del sulfuro de cobre. Las nanopartículas híbridas resultantes (de menos de 8 nm de tamaño) pueden potencialmente viajar fácilmente dentro de los tejidos y llegar a los tumores.
Los investigadores creen que el pequeño tamaño de las nanopartículas también les permitiría salir del cuerpo humano de forma natural sin acumularse, aunque se deben realizar estudios exhaustivos para determinar si son seguras de usar dentro del cuerpo humano.
En el estudio actual, los investigadores han probado sus nanopartículas en líneas celulares de cáncer de pulmón y de cáncer de cuello uterino en el laboratorio. Ahora planean llevar los resultados al desarrollo clínico.
Más información: Madhavi Tripathi et al, Síntesis galvánica mediada por semillas de nanohíbridos CuS-Au para aplicaciones fototeranósticas, Nanomateriales aplicados ACS (2023). DOI:10.1021/acsanm.3c02405
Proporcionado por el Instituto Indio de Ciencias
