Nanopartículas para diagnóstico

Se han creado nanopartículas que permiten emplear a la vez dos técnicas de diagnóstico por la imagen, un paso más en el seguimiento in vivo de enfermedades.

Las nanopartículas desarrolladas incoporan dos tipos de moléculas de contraste. Unas pueden detectarse mediante resonancia magnética (círculos blancos) y otras emiten fluorescencia (amarillo). [Christine Daniloff/MIT]

Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT) han desarrollado unas nanopartículas como agentes de contraste que, tras ser inyectadas en el organismo, permiten obtener de forma simultánea imágenes por resonancia magnética (RM) e imágenes por fluorescencia en animales vivos. Tal tipo de partículas podrían ayudar a los científicos a rastrear moléculas específicas que se producen en el cuerpo, monitorear el ambiente de un tumor o determinar si los medicamentos han alcanzado su objetivo en el organismo.

Con estas partículas, que incorporan sensores distintos para fluorescencia y resonancia magnética, los investigadores del MIT han examinado los lugares donde se acumula la vitamina C en ratones. Donde hay una mayor concentración de vitamina C (el hígado y, en menor medida, el cerebro), las partículas muestran una fuerte señal fluorescente pero un escaso contraste de resonancia magnética. Donde la concentración es baja (sangre, riñones), se observa una señal de RM más fuerte pero una fluorescencia muy débil.

Según los autores, las futuras versiones de las partículas podrían ser diseñadas para detectar las especies reactivas de oxígeno, que a menudo se correlacionan con la enfermedad, y también podrían ser adaptadas para detectar más de una molécula a la vez.

Una valiosa herramienta de diagnóstico

Las nanopartículas incorporan un nitróxido como agente de contraste para la RM y una molécula fluorescente llamada Cy5.5. Los nitróxidos son moléculas reactivas que contienen un átomo de nitrógeno unido a un átomo de oxígeno con un electrón desapareado. Los nitróxidos suprimen la fluorescencia de Cy5.5, pero cuando se encuentran con una molécula como la vitamina C, de la que pueden tomar electrones, se vuelven inactivos y entonces Cy5.5 emite fluorescencia.

En los experimentos con ratones, los investigadores han observado que cuando las nanopartículas llegan al hígado, atrapan electrones de la vitamina C, con lo que la señal de RM disminuye y la fluorescencia aumenta. En la sangre y los riñones, donde la concentración de vitamina C es baja, sucede lo contrario y la señal de RM es máxima.

Lo más relevante de la invención es la posibilidad de combinar varias técnicas en un nanomaterial. De este modo, los investigadores han creado también nanopartículas que transportan el agente fluorescente más un máximo de tres fármacos. Ello les permite examinar si las nanopartículas son entregadas a su lugar de destino.

Tales partículas también podrían ser utilizadas para evaluar el nivel de radicales de oxígeno en el tumor de un paciente, lo que puede revelar información valiosa acerca de su agresividad. Ello proporcionaría una herramienta de diagnóstico muy útil para seguir la progresión de la enfermedad in vivo.