Le nanoparticelle sono state progettate in un modo nuovo per migliorare la rilevazione dei tumori all'interno del corpo e nel tessuto bioptico, un gruppo di ricerca in Svezia riferisce. Il progresso potrebbe consentire l'identificazione di tumori in fase iniziale con dosi più basse di radiazioni.

Al fine di migliorare il contrasto visivo dei tessuti viventi, l'imaging all'avanguardia si basa su agenti come coloranti fluorescenti e biomolecole. I progressi nella ricerca sulle nanoparticelle hanno ampliato la gamma di agenti di contrasto promettenti per una diagnostica più mirata, e ora un team di ricerca del KTH Royal Institute of Technology ha alzato ulteriormente l'asticella. Stanno combinando agenti di contrasto a fluorescenza ottica e a raggi X in un unico potenziatore per entrambe le modalità.

Muhammad Toprak, Professore di Chimica dei Materiali presso KTH, afferma che la sintesi dei mezzi di contrasto introduce una nuova dimensione nel campo della bio-imaging a raggi X. La ricerca è stata riportata sulla rivista American Chemical Society, ACS Nano .

"Questo design unico di nanoparticelle apre la strada alla diagnostica dei tumori in vivo, utilizzando la tomografia computerizzata a fluorescenza a raggi X (XFCT), "dice Toprak.

Dice che le nuove "nanoparticelle core-shell" potrebbero avere un ruolo da svolgere nello sviluppo della teranostica, una valigia per la terapia e la diagnostica, in cui, ad esempio, singole particelle caricate di farmaco potrebbero sia rilevare che trattare i tessuti maligni.

L'agente di contrasto core-shell prende il nome dalla sua architettura:consiste in una combinazione centrale di nanoparticelle con potenziale precedentemente stabilito nell'imaging a fluorescenza a raggi X, come rutenio e ossido di molibdeno (IV). Questo nucleo è racchiuso in un guscio composto da silice e Cy5.5, un colorante che emette fluorescenza nel vicino infrarosso per tecniche di imaging ottico come la microscopia ottica e la spettroscopia.

Toprak afferma che l'incapsulamento del colorante Cy5.5 all'interno del guscio di silice migliora la luminosità dell'agente e ne estende la foto-stabilità, consentendo il doppio approccio di imaging ottico/a raggi X. Inoltre, la silice offre il vantaggio di mitigare gli effetti tossici delle nanoparticelle centrali.

Test con topi di laboratorio hanno dimostrato che gli agenti di contrasto XFCT consentono la localizzazione di tumori in fase iniziale di dimensioni solo di pochi millimetri.

Toprak afferma che la tecnologia apre la possibilità di identificare i tumori in fase iniziale nei tessuti viventi. Questo perché la presenza di più mezzi di contrasto aumenta le probabilità che le aree malate vengano visualizzate nelle scansioni, anche se la distribuzione delle nanoparticelle viene oscurata dalla loro interazione con proteine ​​o altre molecole biologiche.

"Nanoparticelle di diverse dimensioni, provenienti dallo stesso materiale, non sembrano essere distribuiti nel sangue nelle stesse concentrazioni, " dice Toprak. "Questo perché quando entrano in contatto con il tuo corpo, sono rapidamente avvolti in varie molecole biologiche, il che conferisce loro una nuova identità".

Una moltitudine di agenti di contrasto per XFCT consentirebbe di studiare la biodistribuzione delle nanoparticelle in vivo utilizzando raggi X a basso dosaggio, lui dice. Ciò consentirebbe di identificare le migliori dimensioni e la chimica superficiale delle nanoparticelle per il targeting e l'imaging desiderati della regione malata.