Publicación en “Nature Communications” : “Supernanopartículas para el desarrollo de nuevas técnicas de diagnosis por imagen”
El estudio publicado en la prestigiosa revista "Nature Communications" está liderado por el Dr. Daniel Jaque, Jefe de grupo de "NANOBIOLOGÍA" del IRYCIS (grupo consolidado de la Universidad Autónoma de Madrid) y el Dr. Jorge Rubio investigador de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) miembro del mismo grupo IRYCIS, junto a investigadores de la University of Herriot Watt (Escocia). Imagen 1: Dr. Jaque (izqda.) y Dr. Rubio (dcha)
"El equipo investigador fabrica por primera vez nanopartículas infrarrojas superbrillantes que permitirán el desarrollo de nuevas técnicas de diagnosis por imagen, rápidas, seguras y baratas "
Para la síntesis de las nanopartículas los investigadores combinaron técnicas convencionales de síntesis química con reactores que emplean láseres ultrarrápidos. Es en este último punto donde se encuentra la novedad de estos resultados, ya que los investigadores han utilizado por primera vez láseres ultrarápidos para fabricar nanopartículas infrarrojas superbrillantes.
El potencial de estos resultados ha sido demostrado en modelos animales para obtener imágenes del sistema cardiovascular, estos experimentos han demostrado el gran potencial de estas sondas para la obtención de imágenes sin necesidad de utilizar radiación ionizante y requiriendo el uso de agentes de contraste en dosis ultra-bajas, demostrando, además, que se trata de técnica totalmente segura y sin ningún signo de toxicidad. El equipo ha logrado mejorar el rendimiento de nanopartículas luminiscentes mediante su irradiación con láseres ultrarápidos y ultraintensos. Estos láseres producen reacciones químicas muy rápidas (en el orden de 10-13 segundos), las cuales crean una capa nanométrica protectora alrededor de la nanopartícula que aumenta más de dos órdenes de magnitud su intensidad luminiscente.
Las nanopartículas obtenidas son tan brillantes que pueden ser excitadas en el interior del cuerpo con lámparas de baja intensidad y detectar su luminiscencia con cámaras sencillas. "Estas nanopartículas absorben y emiten luz en el infrarrojo, donde los tejidos humanos son parcialmente transparentes, permitiendo el paso de luz".
Los resultados, publicados este mes en Nature Communications, permitirán el desarrollo de nueva técnica de diagnosis por imagen, con sondas no tóxicas y sin radiación ionizante ni dañina (como ocurre cuando se utilizan rayos X para la obtención de imágenes del sistema cardiovascular). Además, abren la puerta al desarrollo de nuevas tecnologías de imagen rápidas, de alto contraste y baratas. Imagen 2: Proceso que lleva a la fabricación de supernanopartículas gracias al uso de pulsos láser ultra-rápidos. Imagen de fluorescencia obtenida de la aorta femoral de un ratón tras la administración de una dosis ultra-baja de supernanopartículas
Esta línea de investigación que sigue el grupo de investigación del Dr. Jaque destaca por su:
- INNOVACIÓN, donde el IRYCIS ha trabajado para proteger la novedad de los resultados a través del envío de una solicitud PCT (EP2020/050939) "Nanopartículas Ag2S super fluorescentes" para la protección de un nuevo método de diagnosis por imagen. Como hemos comentado, la novedad se basa en su obtención y síntesis de nanopartículas infrarrojas superbrillantes utilizando láseres ultrarápidos.
- INTERNACIONALIZACIÓN, destacando la participación del grupo a través del IRYCIS en el proyecto FET-OPEN "Nanoparticles-based 2D thermal bioimaging technologies" (NanoTBTech- 801305) que centra su investigación en el desarrollo de una nueva tecnología para la detección de tumores cancerígenos mediante la obtención de imágenes térmicas bidimensionales. Proyecto que tiene como objetivo genérico la construcción de un prototipo de imagen capaz de crear un mapa térmico en modelos animales que identifique la presencia de tumores gracias a las singularidades térmicas que éstos producen.
Santos HDA, Zabala Gutiérrez I, Shen Y, et al. Ultrafast photochemistry produces superbright short-wave infrared dots for low-dose in vivo imaging. Nat Commun. 2020;11(1):2933. doi:10.1038/s41467-020-16333-2
