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La tinta del tatuaje podía ser la llave a perfeccionar la detección del cáncer

La tinta humilde en la aguja de un artista del tatuaje podía ser la llave a perfeccionar la detección del cáncer, gracias a la nueva investigación del departamento de USC Viterbi de la ingeniería biomédica.

El profesor adjunto sabio de Gabilan en el departamento con un laboratorio en el centro de USC Michelson para la ciencia biológica convergente, Cristina Zavaleta y su proyección de imagen recientemente desarrollada de las personas nueva ponen en contraste agentes usando los tintes comunes tales como colorantes alimenticios de la tinta y del tatuaje. Cuando estos tintes se sujetan a los nanoparticles, pueden iluminar cánceres, permitiendo que los profesionales médicos distingan mejor entre las células cancerosas y las células adyacentes normales. El trabajo se ha publicado en ciencia de los biomateriales.

La detección temprana es crucial para que los pacientes tengan los resultados mejor del cáncer; una enfermedad que afectará sobre el 38% de americanos en algún momento de su curso de la vida.

Sin embargo, la detección es desafiadora sin los buenos agentes de la proyección de imagen; ponga en contraste los materiales que cuando están inyectados en pacientes, permiten para la proyección de imagen tal como MRI y CT a la función con una mejores sensibilidad y especificidad, permitiendo a profesionales médicos diagnosticar con exactitud, y para que los cirujanos determinen los márgenes exactos de tumores.

“Por ejemplo, si el problema es cáncer de colon, esto se descubre vía la endoscopia,” Zavaleta dijo. “Solamente un endoscopio es literalmente apenas una linterna en el extremo de un bastón, así que dará solamente la información sobre la estructura del colon - usted puede ver un pólipo y conocerle para necesitar tomar una biopsia.”

“Pero si podríamos ofrecer las herramientas de la proyección de imagen para ayudar a doctores a ver si ese pólipo determinado es cacerígeno o apenas benigno, ni siquiera necesitan quizá tomarlo,” ella dijo.

Los nanoparticles iluminados se mueven a través de un vaso sanguíneo para encontrar el cáncer. Los tintes del colorante fueron incorporados en nanoparticles para permitir un contraste más sensible de la proyección de imagen al determinar las células cacerígenas.

Para lograr esto, las personas han descubierto una fuente única de agentes que ponían en contraste ópticos de los tintes del colorante del hogar y los pigmentos que encontramos rutinario. Estas “tintas ópticas” se pueden sujetar a los nanoparticles de cáncer-alcance para perfeccionar la detección y la localización del cáncer.

Los tintes y los pigmentos fueron descubiertos de los agentes de colorante comunes que tienen ya aprobación de los E.E.U.U. (FDA) Food and Drug Administration, que las esperanzas de las personas pueden permitirles ser más fácilmente y ejecutado con seguridad en práctica de la proyección de imagen.

Para Zavaleta, la inspiración golpeó en un lugar inusual -- una clase de la animación con los artistas de Pixar en Emeryville, California, el hogar del estudio famoso. Zavaleta, que disfruta de arte y de la animación entre sus aficiones, dijo que las pinturas la intrigó las tintas y que los artistas traídos clasificar.

“Pensaba en cómo estas pinturas realmente altas del pigmento, como acuarelas del aguazo, eran brillantes de una manera que no había visto antes, y me preguntaba si tenían propiedades ópticas interesantes,” a Zavaleta dije.

La idea la llevó a tatuar al artista en San Francisco próximo, cielo de Adán, otro artesano que trabajaba con los tintes brillantes.

Recuerdo que traje una placa de 96 pozos y él arrojó a chorros la tinta del tatuaje en cada uno de los pozos. Entonces llevé las tintas nuestro analizador de Raman (usado para descubrir sensible nuestros nanoparticles de tumor-alcance) y descubierto estas huellas dactilares espectrales realmente asombrosas que podríamos utilizar al código de barras nuestros nanoparticles. Era estupendo enfría.”

Cristina Zavaleta

Uno de los retos del seguro de la proyección de imagen usando nanoparticles, es que a menudo estos nanoparticles pueden tener una retención prolongada en los órganos como el hígado y el bazo, que son responsables de intentar analizar el nanoparticle. Debido a estas preocupaciones del seguro, es crucial considerar los nanomaterials biodegradables. Actualmente, hay una cantidad limitada de agentes ópticos del contraste aprobados para el uso clínico.

Con esto en mente, las personas de Zavaleta consideraban los colorantes alimenticios comunes que se podrían utilizar para adornar los nanoparticles, tales como los tintes encontrados en caramelos coloridos como bolos y m&Ms. Estos productos alimenticios brillantemente coloreados que los seres humanos consumen rutinario han sido juzgados por el FDA como caja fuerte para el consumo humano.

“Nos pensamos, permitimos observar algunos de los colorantes alimenticios aprobados por la FDA de la droga, del cosmético y que existen y ven qué propiedades ópticas están entre esos tintes,” a Zavaleta dijeron. “Y de modo que sea donde terminamos encima de encontrar que muchos de estos tintes aprobados por la FDA tienen propiedades ópticas interesantes que podríamos explotar para la proyección de imagen.”

Las personas han desarrollado un nanoparticle que llevará estos agentes altamente pigmentados de la proyección de imagen como “carga útil.” Zavaleta dijo que las partículas son de una talla específica que les permita penetrar pasivo en áreas del tumor, pero que pueden también ser conservado debido a su talla.

La mayor parte de los agentes del contraste de la proyección de imagen usados en la clínica son hoy pequeños tintes de la molécula.

“Con las pequeñas moléculas, usted puede poder verlas acumular en áreas del tumor inicialmente, pero usted tendría que ser antes de que terminen hacia arriba dejar el área del tumor que se excretará,” Zavaleta rápido dijo. “Nuestros nanoparticles suceso ser bastante pequeños filtrar a través, pero al mismo tiempo bastante grande para ser conservado en el tumor, y eso es lo que llamamos el efecto aumentado de la permeabilidad y de la retención.”

El nanoparticle se puede también “adornar” con una carga útil más grande del tinte que los pequeños agentes anteriores de la proyección de imagen de la molécula, que las personas han mostrado bajo proyección de imagen de la fluorescencia llevan a una señal más brillante y a la localización importante de los nanoparticles en tumores.

“Si usted encapsula un manojo de tintes en un nanoparticle, usted va a poder verlo mejorar porque va a ser más brillante,” a Zavaleta dijo. “Es como usar un paquete de tintes bastante que apenas un único tinte.”

Source:
Journal reference:

Salinas, H.R., et al. (2020) A colorful approach towards developing new nano-based imaging contrast agents for improved cancer detection. Biomaterials Science. doi.org/10.1039/D0BM01099E.