Un team di ricerca in Asia ha sviluppato un metodo per tracciare, o "tracciamento", cellule che supera i limiti dei metodi esistenti. I traccianti organici fluorescenti del team forniranno ai ricercatori uno strumento non invasivo per monitorare continuamente i processi biologici per lunghi periodi. Le applicazioni per i traccianti includono la successiva carcinogenesi o il progresso di interventi come le terapie con cellule staminali.

Bin Liu e Ben Zhong Tang dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering di Singapore e i loro collaboratori hanno sviluppato sonde composte da un piccolo numero di molecole che si aggregano. L'aggregazione significa che le sonde hanno una fluorescenza più rilevabile e meno perdite rispetto a quelle fornite dalle sonde a molecola singola. È importante sottolineare che piuttosto che 'lampeggiare', i traccianti del team mostrano una fluorescenza costante, e non contengono ioni di metalli pesanti che possono essere tossici per i sistemi viventi.

Rispetto alle loro controparti inorganiche esistenti, i traccianti a base di carbonio del team mostrano una maggiore stabilità chimica e una migliore biocompatibilità con la biochimica cellulare. Sono inoltre più resistenti allo sbiancamento della luce e non interferiscono con i normali processi biochimici. Per di più, i segnali fluorescenti emessi dalle sonde non si sovrappongono al segnale emesso naturalmente dalle cellule.

I traccianti sviluppati da Liu, Tang e i loro colleghi sono esempi di "punti quantici", in quanto sono composti da un piccolo numero di molecole con caratteristiche ottiche che si basano su effetti quantomeccanici. tecnicamente, sono indicati come punti di emissione indotta da aggregazione (punti AIE) poiché diventano emettitori fluorescenti fotostabili e altamente efficienti quando le loro molecole componenti si aggregano.

L'assemblaggio dei punti AIE è iniziato con la sintesi di molecole organiche, nello specifico 2, 3-bis(4-(fenile (4-(1, 2, 2-trifenilvinil)fenil)ammino)fenil)fumaronitrile (TPETPAFN), che i ricercatori hanno poi incapsulato in una matrice insolubile a base di lipidi. Prossimo, i ricercatori hanno attaccato piccole molecole peptidiche derivate dal virus dell'immunodeficienza umana (HIV) per sfruttare la capacità di questi peptidi di promuovere l'assorbimento efficiente dei punti AIE nelle cellule viventi.

"I nostri punti AIE potrebbero tracciare le cellule isolate del cancro al seno umano in vitro per 10-12 generazioni e le cellule tumorali del glioma in vivo nei topi per 21 giorni, " dice Liu. "Superano i punti quantici inorganici commerciali esistenti, e aprire una nuova strada nello sviluppo di sonde fluorescenti avanzate per seguire processi biologici come la carcinogenesi, trapianto di cellule staminali e altre terapie cellulari".

Futuro lavoro di Liu, Tang e collaboratori mireranno ad ampliare l'applicazione dei traccianti organici per il loro uso in combinazione con la risonanza magnetica e le tecniche di imaging nucleare.