Investigadores desarrollan nanopartículas fotosensibles que podrían servir como agentes de contraste
Una nueva clase de nanopartículas fotosensibles podría abrir nuevas vías para las técnicas de imagen. Lo ha desarrollado un equipo de investigadores de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU). Las partículas absorben rayos láser, los convierten en calor y cambian su estructura en el proceso. El trabajo se ha publicado en la revista "Communications Chemistry".
Las nuevas partículas son las llamadas nanopartículas de cadena simple (SCNP), formadas por cadenas de polímero plegadas individualmente. Los científicos han incrustado en ellas moléculas del plástico polipirrol, que absorben la luz en la gama del infrarrojo cercano y la convierten en calor. La irradiación láser no sólo hace que las nanopartículas se calienten considerablemente, sino que también cambia su estructura. "Bajo la influencia de la luz, cada nanopartícula individual se agrupa formando una estructura esférica con un diámetro de apenas unos nanómetros. Esto abre la posibilidad de concentrar las partículas en puntos específicos del cuerpo, exactamente donde está la luz", explica el químico Prof. Dr. Wolfgang Binder, de la MLU. Dirigió el estudio junto con el Dr. Justus Friedrich Thümmler, el Prof. Dr. Karsten Mäder, del Instituto de Farmacia, y el Prof. Dr. Jan Laufer, del Instituto de Física.
La denominada termorresponsabilidad de la SCNP es notable: su estructura reacciona a los cambios de temperatura. Esta propiedad se basa en el diseño molecular específico de las partículas, que también garantiza que conviertan la luz en calor de forma muy eficaz. Las pruebas de laboratorio han demostrado que incluso un rayo láser débil y relativamente pocas nanopartículas bastan para generar localmente temperaturas muy elevadas, de hasta 85 grados centígrados en pruebas de laboratorio.
Este efecto es importante, entre otras cosas, para los procedimientos de imagen en diagnósticos médicos: el rápido calentamiento del tejido libera ondas sonoras. Éstas pueden medirse con técnicas de imagen fotoacústica, a partir de las cuales pueden crearse modelos tridimensionales del interior del cuerpo. El equipo espera que las nuevas partículas desarrolladas puedan ayudar en el diagnóstico del cáncer dentro de unos años, por ejemplo permitiendo visualizar y seguir con mayor precisión los tumores y sus reacciones a las terapias mediante imágenes fotoacústicas.
Pero el potencial va más allá: "En el futuro, queremos utilizar las nanopartículas para transportar un principio activo al interior del cuerpo de forma selectiva y activarlo allí mediante luz y calor", explica Binder. Las partículas podrían utilizarse incluso para destruir células cancerosas mediante calor controlado por luz. Sin embargo, aún se necesitan estudios más exhaustivos para explorar el potencial terapéutico de las nuevas partículas.
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Publicación original
Justus Friedrich Thümmler, Farzin Ghane Golmohamadi, Daniel Schöffmann, Jan Laufer, Henrike Lucas, Julia Kollan, Karsten Mäder, Wolfgang Hubertus Binder; "Photo-thermoresponsive polypyrrole-crosslinked single-chain nanoparticles for photothermal therapy"; Communications Chemistry, Volume 8, 2025-4-25
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