Desarrollan tecnología nanopartícula cercana al infrarrojo para detección del cáncer de seno

Una nueva técnica de imagenología para el cáncer de seno ha sido desarrollada utilizando moléculas fluorescentes encapsuladas en nanopartículas de fosfato de calcio no tóxicas e imagenología cercana al infrarrojo (NIR, por su sigla en inglés).

La detección temprana efectiva de la enfermedad, es uno de los beneficios potenciales de la nanotecnología. Los métodos de imagenología actuales, como rayos-x y resonancia magnética (RM), están limitadas por el tamaño de los tumores que pueden detectar, la profundidad que pueden penetrar en el cuerpo, y por su potencial de efectos secundarios. Otra técnica de imagenología prometedora, la bioimagenología NIR, es una forma de radiación no invasiva, indolora, y no ionizante que opera a longitudes de onda justo por encima de la luz visible. Combinando la imagenología NIR con nanopartículas que contienen verde de indocianina, un colorante fluorescente NIR, los investigadores del Centro Médico Penn State Milton S. Hershey (Hershey, PA, EUA) y el Colegio de Medicina Penn State y los departamentos de ciencias de materiales e ingeniería y física pudieron detectar tumores cancerosos del seno de 5 mm de diámetro en un modelo murino vivo en un periodo de cuatro o más días.

El verde de indocianina es el único colorante orgánico NIR aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) para uso en el cuerpo humano. Las nanopartículas, de aproximadamente 20 nm de diámetro, están hechas de fosfato de calcio, un material biocompatible que ha sido usado por largo tiempo como un reemplazo del hueso. A diferencia de otras nanopartículas consideradas para imagenología y aplicación de drogas (por ej. puntos cuánticos semiconductores), los componentes biodegradables de las nanopartículas de fosfato de calcio ya están ampliamente presentes en el torrente sanguíneo.

Además de la combinación de imagenología cercana al infrarrojo y nanopartículas, una segunda innovación es el desarrollo de un método fundamentalmente nuevo para el procesamiento de nanopartículas. El proceso es llamado van der Waals HPLC (cromatografía líquida de alta perfusión). El científico de materiales Dr. Jim Adair, cuyo equipo sintetizó las partículas, declaró, "Nuestra técnica aprovecha las grandes fuerzas van der Waals asociadas con las partículas, a diferencia de las fuerzas pequeñas van der Waals asociadas con moléculas, átomos e iones. La parte difícil en la síntesis fue asegurarse de que las partículas no se aglomeren. La etapa crítica fue el lavado de los productos derivados no esenciales asociados con la síntesis. Al final tuvimos una suspensión muy limpia en la que todos los iones concurrentes, moléculas, y átomos habían estaban libres de las nanopartículas básicas”.

El grupo Penn, liderado por el farmacólogo Mark Kester, mostró que sus nanopartículas proporcionaban el colorante fluorescente con 200% mayor foto-eficiencia en comparación con el verde de indocianina inyectado en el torrente sanguíneo, con un 500% más de foto-estabilidad. En un experimento separado discutido en el estudio, los investigadores pudieron visualizar a través de 3cm de tejido muscular porcino denso, lo que debe correlacionar a por lo menos 10 cm, y probablemente mucho más profundo, en pacientes, según el Dr. Adair.

El estudio fue publicado en la edición en-línea del 19 de Septiembre de 2008 de la revista ACS Nano.

Penn State Milton S. Hershey Medical Center