Nuevas nanopartículas ultrapequeñas y sensibles a la luz podrían servir como agentes de contraste

Las tecnologías de imagen médica enfrentan desafíos constantes para capturar vistas precisas y detalladas de los procesos internos, especialmente en enfermedades como el cáncer, donde es fundamental seguir la evolución de la enfermedad y la respuesta al tratamiento. Los agentes de contraste actuales a menudo carecen de la sensibilidad y precisión necesarias para las herramientas de diagnóstico avanzadas. Ahora, científicos han creado una nueva clase de nanopartículas fotosensibles que reaccionan a la luz modificando su estructura, lo que ofrece un potencial avance en las aplicaciones de imagen.

Estas nanopartículas de cadena simple (SCNP, por sus siglas en inglés) y sensibles a la luz fueron creadas por investigadores de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU, Halle, Alemania) a partir de cadenas de polímero plegadas incrustadas con moléculas de polipirrol, que absorben la luz infrarroja cercana y la convierten en calor. Al exponerse a la luz láser, las partículas se calientan y se transforman en estructuras esféricas compactas de tan solo unos nanómetros de ancho, lo que permite una concentración dirigida en puntos específicos del cuerpo.

Las partículas muestran una notable termorrespuesta gracias a su diseño molecular, que permite la conversión eficiente de luz en calor. Los experimentos de laboratorio demostraron que incluso haces láser débiles y pequeñas cantidades de nanopartículas podían generar altas temperaturas locales de hasta 85 grados Celsius. Este efecto térmico produce ondas sonoras detectables mediante imágenes fotoacústicas, un método que permite reconstruir modelos en 3D de tejido.

En su investigación, publicada en Communications Chemistry, el equipo demostró que estas nanopartículas pueden proporcionar imágenes detalladas al amplificar las señales dentro de los tejidos durante las exploraciones fotoacústicas. Al mejorar la visibilidad dentro del cuerpo, podrían ayudar a rastrear el crecimiento tumoral o monitorear la respuesta a la terapia. Es importante destacar que su sensibilidad y eficiencia implican la necesidad de menos partículas y menor potencia láser, lo que reduce los riesgos potenciales en comparación con los agentes de imagen convencionales.

En el futuro, los investigadores prevén amplias aplicaciones para su tecnología. Las nanopartículas podrían adaptarse para administrar fármacos directamente a los tejidos objetivo, donde la luz y el calor activarían los compuestos. También podrían utilizarse en terapias de hipertermia contra el cáncer mediante el calentamiento y la destrucción selectiva de las células tumorales. Estudios posteriores explorarán su potencial terapéutico, su escalabilidad y su integración en entornos clínicos.

“Al exponerse a la luz, cada nanopartícula se agrupa formando una estructura esférica de tan solo unos pocos nanómetros de diámetro. Esto abre la posibilidad de concentrarlas en zonas específicas del cuerpo, precisamente donde hay luz”, dijo el profesor Wolfgang Binder, químico de la MLU y director del estudio. “En el futuro, queremos utilizar las nanopartículas para transportar un ingrediente activo al cuerpo de manera dirigida y activarlo allí mediante luz y calor”.

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