Nanoagenti polimerici che possono "illuminare" piccole aree di tessuti malati che i metodi convenzionali non riescono a rilevare, sono stati creati da un gruppo di ricerca guidato dalla Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore)

I nanoagenti, note come "nanoparticelle polimeriche semiconduttrici" (SPN), può immagazzinare energia luminosa da fonti come la luce solare, luce del vicino infrarosso o anche luce dei telefoni cellulari, e quindi emettono una "luce residua" di lunga durata.

Il team di ricerca di NTU Singapore ha adattato SPN altamente sensibili per rintracciare e bloccare i tessuti malati nel corpo come le cellule cancerose, inviando segnali nel vicino infrarosso che possono essere ricevuti e interpretati da apparecchiature di imaging standard.

Scienziati e medici ora hanno più tempo per guardare i risultati dei test, poiché i nanoagenti continuano ad autoilluminarsi e la loro intensità luminosa si dimezza solo dopo sei minuti.

In alternativa, se conservato a -20 gradi Celsius, il campione manterrà i suoi risultati per un mese, rendendo conveniente per altri esperti diagnostici interpretare e rivedere i risultati in un secondo momento.

Quando testato sui topi, il metodo ha fornito risultati da 20 a 120 volte più sensibili degli attuali metodi di imaging ottico e 10 volte più velocemente nel mostrare i tessuti malati.

A differenza degli agenti ottici di postluminescenza convenzionali che sono meno luminosi e contengono ioni di metalli pesanti delle terre rare che sono tossici per le cellule biologiche, i nuovi nanoagenti sono anche organici, biodegradabili e contengono ingredienti biologicamente benigni che non sono tossici.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica Biotecnologie naturali il 16 ottobre. Potrebbe portare a potenziali applicazioni future nella chirurgia guidata dalle immagini e nel monitoraggio degli effetti dei farmaci che stanno cercando l'approvazione normativa.

Professore Associato Pu Kanyi della Scuola di Ingegneria Chimica e Biomedica della NTU, che ha guidato il gruppo di ricerca, disse, "I nuovi nanoagenti polimerici che abbiamo progettato e costruito mostrano una grande promessa per le applicazioni cliniche. Possono rilevare il tessuto malato molto più velocemente delle attuali tecniche di imaging ottico, e sono molto più sicuri da usare.

"Speriamo che questo possa portare a una tecnologia che consenta ai medici di diagnosticare e curare i pazienti molto prima di quanto sia possibile attualmente. Il potenziale uso potrebbe essere nella chirurgia guidata dalle immagini, dove i chirurghi potrebbero utilizzare la tecnologia per aiutarli a rimuovere con precisione i tessuti malati in tempo reale, e nel monitoraggio degli effetti dei farmaci che stanno cercando l'approvazione normativa".

Ruolo nello sviluppo dei farmaci

La tecnologia può essere utilizzata anche per valutare il comportamento e gli esiti terapeutici dei farmaci nel corpo, Per esempio, se i farmaci inducono danni al fegato come effetto collaterale.

Il danno epatico indotto da farmaci è uno dei motivi più comuni per cui la Food and Drug Administration statunitense nega l'approvazione del farmaco.

La valutazione del danno potenziale prima dell'approvazione normativa è impegnativa perché attualmente, gli studi condotti in un ambiente controllato al di fuori di un organismo vivente hanno spesso un basso potere predittivo di come il farmaco reagisce all'interno dell'organismo.

I metodi esistenti tracciano tale attività solo a livello tissutale, mentre la nuova tecnologia funziona a livello molecolare, monitorare livelli aumentati o diminuiti di biomarcatori per determinare come funzionano i farmaci, prima che la loro azione terapeutica sia completa, fornendo un potere predittivo molto maggiore per lo sviluppo di farmaci.

Lo studio è durato due anni e per la tecnologia è stato depositato un brevetto. Il team di ricerca intende ora condurre ulteriori prove in modelli animali più grandi.