Los tintes fluorescentes ofrecen un gran potencial como agentes diagnósticos y terapéuticos. Estos compuestos se pueden usar para mejorar los diagnósticos de cáncer, ayudar con la cirugía guiada por imágenes y tratar los tumores mediante terapia fotodinámica.
Si bien la energía solar ya ha demostrado que puede ser beneficiosa para los tratamientos contra el cáncer, científicos de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) han descubierto una nueva forma de detectar y atacar las células cancerosas utilizando una tecnología tradicionalmente reservada para la energía solar.
Plataforma de sintonización
En la actualidad, los tintes fluorescentes utilizados para fines terapéuticos y de diagnóstico conocidos como “teranósticos” están limitados por su baja luminosidad, alta citotoxicidad, baja penetración en los tejidos y efectos secundarios indeseables.
Para superar estos obstáculos, los investigadores desarrollaron una plataforma de sintonización que permite el control independiente de las propiedades optoelectrónicas de las sales orgánicas fluorescentes.
Durante la aplicación de esta técnica, los investigadores descubrieron que al sintonizar apariencia coaxial de las nanopartículas en una zona más segura y menos tóxica se obtenían mejores imágenes. De modo similar, sintonizar las nanopartículas en un rango activado por luz mostró resultados positivos para el tratamiento eficaz del tumor cancerígeno en el sitio.
El mayor éxito logrado en esta investigación fue reducir la toxicidad del colorante mediante el ajuste optoelectrónico de las nanopartículas de sal orgánica utilizadas en los tintes fluorescentes. La clave, explican los investigadores, fue aprender a controlar la electrónica de sus moléculas fotoactivas independientemente de sus propiedades ópticas.
Concepto prometedor
El equipo se basó en investigaciones realizadas previamente sobre cómo mejorar el rendimiento de los vidrios solares. Esos hallazgos permitieron descubrir cómo aumentar el brillo y la penetración de los tintes en los tejidos.
Esto se logró mediante el emparejamiento catiónico-aniónico de sales orgánicas que pueden modular la frontera del orbital molecular sin afectar la brecha de banda, que es la cantidad mínima de energía requerida para que un electrón se libere de su estado límite.
Los investigadores han probado este concepto en líneas celulares de cáncer de mama, pulmón y piel, así como en modelos de ratones, y hasta ahora todo parece muy prometedor.
En referencia a los resultados del estudio, el doctor Richard R. Lunt, del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales de la MSU y coautor de la investigación, comentó:
“Este trabajo tiene el potencial de transformar las sondas fluorescentes para un amplio impacto social a través de aplicaciones que van desde la biomedicina hasta la fotocatálisis, es decir, la aceleración de las reacciones químicas con la luz”.
Referencia: Modulating cellular cytotoxicity and phototoxicity of fluorescent organic salts through counterion pairing. Scientific Reports, 2019. https://doi.org/10.1038/s41598-019-51593-z