Um corante orgânico que pode iluminar as células cancerosas para duas técnicas de imagem poderosas, fornecendo informações diagnósticas complementares, foi desenvolvido e testado com sucesso em camundongos por pesquisadores da A * STAR.

Tumores de imagem são de vital importância para a pesquisa do câncer, mas cada técnica de imagem tem suas próprias limitações para estudar o câncer em organismos vivos. Para superar as limitações das técnicas individuais, os pesquisadores normalmente empregam uma combinação de vários métodos de imagem - uma prática conhecida como imagem multimodal. Desta maneira, eles podem obter informações complementares e, portanto, um quadro mais completo do câncer.

Dois métodos muito eficazes para imagens de tumores são imagens fotoacústicas e espalhamento Raman aprimorado por superfície (SERS). A imagem fotoacústica pode gerar imagens de tecidos profundos com boa resolução, enquanto o SERS detecta quantidades minúsculas de uma molécula alvo. Para usar simultaneamente imagens fotoacústicas e SERS, uma sonda deve produzir sinais para ambas as modalidades de imagem.

Na imagem multimodal, os pesquisadores normalmente combinam sondas para cada modalidade de imagem em uma única sonda de duas moléculas. Contudo, as equipes de Malini Olivo no A * STAR Singapore Bioimaging Consortium e Bin Liu no A * STAR Institute of Materials Research and Engineering, junto com o colaborador estrangeiro Ben Zhong Tang, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, adotaram uma abordagem diferente - eles desenvolveram sondas de molécula única que podem ser usadas para imagens fotoacústicas e SERS. As sondas são baseadas em corantes de cianina orgânicos que absorvem luz infravermelha próxima, que tem a vantagem de ser capaz de penetrar profundamente no tecido, permitindo que os tumores nas profundezas do corpo sejam visualizados.

Depois que a equipe verificou que as sondas funcionavam para ambas as modalidades de imagem, eles otimizaram o desempenho das sondas adicionando nanopartículas de ouro a elas para amplificar o sinal SERS e encapsulando-as no polímero de polietilenoglicol para estabilizar suas estruturas.

Os pesquisadores então implantaram essas sondas otimizadas em camundongos vivos. Ao funcionalizar as sondas com um anticorpo que reconhece uma proteína da superfície da célula tumoral, eles foram capazes de usá-los para alvejar tumores. Os cientistas descobriram que, em imagens fotoacústicas, as sondas direcionadas ao tumor produziram sinais que eram aproximadamente três vezes mais fortes do que as sondas não modificadas. Usando SERS, a equipe também foi capaz de monitorar as concentrações das sondas no tumor, baço e fígado em tempo real com alto grau de sensibilidade.

U. S. Dinish, um cientista sênior do grupo Olivo, relembra a "surpresa da equipe com a sensibilidade e o potencial do nanoconstruto". Ele antecipa que a sonda pode ser usada para guiar a remoção cirúrgica de tumores.