Un colorante organico in grado di illuminare le cellule cancerose per due potenti tecniche di imaging che forniscono informazioni diagnostiche complementari è stato sviluppato e testato con successo sui topi dai ricercatori di A*STAR.

L'imaging dei tumori è di vitale importanza per la ricerca sul cancro, ma ogni tecnica di imaging ha i suoi limiti per lo studio del cancro negli organismi viventi. Per superare i limiti delle singole tecniche, i ricercatori in genere utilizzano una combinazione di vari metodi di imaging, una pratica nota come imaging multimodale. In questo modo, possono ottenere informazioni complementari e quindi un quadro più completo del cancro.

Due metodi molto efficaci per l'imaging dei tumori sono l'imaging fotoacustico e lo scattering Raman (SERS) potenziato in superficie. L'imaging fotoacustico può visualizzare i tessuti profondi con una buona risoluzione, mentre SERS rileva quantità minuscole di una molecola bersaglio. Per utilizzare contemporaneamente sia l'imaging fotoacustico che il SERS, una sonda deve produrre segnali per entrambe le modalità di imaging.

Nell'imaging multimodale, i ricercatori in genere combinano le sonde per ciascuna modalità di imaging in una singola sonda a due molecole. Però, i team di Malini Olivo presso l'A*STAR Singapore Bioimaging Consortium e Bin Liu presso l'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, insieme al collaboratore estero Ben Zhong Tang della Hong Kong University of Science and Technology, hanno adottato un approccio diverso:hanno sviluppato sonde a molecola singola che possono essere utilizzate sia per l'imaging fotoacustico che per il SERS. Le sonde si basano su coloranti organici di cianina che assorbono la luce nel vicino infrarosso, che ha il vantaggio di poter penetrare in profondità nei tessuti, consentendo di visualizzare i tumori in profondità all'interno del corpo.

Una volta che il team ha verificato che le sonde funzionavano per entrambe le modalità di imaging, hanno ottimizzato le prestazioni delle sonde aggiungendo loro nanoparticelle d'oro per amplificare il segnale SERS e incapsulandole nel polimero polietilenglicole per stabilizzarne le strutture.

I ricercatori hanno quindi distribuito queste sonde ottimizzate in topi vivi. Funzionalizzando le sonde con un anticorpo che riconosce una proteina della superficie cellulare tumorale, sono stati in grado di usarli per colpire i tumori. Gli scienziati hanno scoperto che, nell'imaging fotoacustico, le sonde mirate al tumore hanno prodotto segnali che erano circa tre volte più forti di quelli delle sonde non modificate. Utilizzando SERS, il team è stato anche in grado di monitorare le concentrazioni delle sonde nel tumore, milza e fegato in tempo reale con un alto grado di sensibilità.

Dinish statunitense, uno scienziato anziano nel gruppo di Olivo, ricorda la "sorpresa del team per la sensibilità e il potenziale del nanocostrutto". Anticipa che la sonda potrebbe essere utilizzata per guidare la rimozione chirurgica dei tumori.