p (PhysOrg.com) - O físico Dmitri Lapotko da Rice University demonstrou que nanobolhas plasmônicas, gerado em torno de nanopartículas de ouro com um pulso de laser, pode detectar e destruir células cancerosas na Vivo criando minúsculo, bolhas de vapor brilhantes que revelam as células e as explodem seletivamente. p Artigo na edição impressa de outubro da revista Biomateriais detalha o efeito da teranóstica de nanobolhas plasmônicas em peixes-zebra implantados com células vivas de câncer de próstata humano, demonstrar a ablação guiada de células cancerosas em um organismo vivo sem danificar o hospedeiro.

p Lapotko e seus colegas desenvolveram o conceito de teranóstica celular para unir três etapas importantes do tratamento - diagnóstico, terapia e confirmação da ação terapêutica - em um procedimento conectado. A sintonia única das nanobolhas plasmônicas torna o procedimento possível. Seu modelo animal, o peixe zebra, é quase transparente, o que o torna ideal para pesquisas in vivo.

p O National Institutes of Health reconheceu o potencial da técnica inspirada de Lapotko, financiando pesquisas adicionais que possuem um tremendo potencial para a teranóstica do câncer e outras doenças no nível celular. Laboratório de Nanobolhas Plasmônicas de Lapotko, um laboratório conjunto americano-bielorrusso para nanofotônica fundamental e biomédica, recebeu um subsídio no valor de mais de US $ 1 milhão nos próximos quatro anos para continuar desenvolvendo a técnica.

p Em pesquisas anteriores no laboratório doméstico de Lapotko na Academia Nacional de Ciências da Bielo-Rússia, nanobolhas plasmônicas demonstraram seu potencial teranóstico. Em outro estudo sobre aplicações cardiovasculares, nanobolhas foram filmadas abrindo caminho através da placa arterial. Quanto mais forte for o pulso de laser, mais prejudicial é a explosão quando as bolhas estouram, tornando a técnica altamente ajustável. As bolhas variam em tamanho de 50 nanômetros a mais de 10 micrômetros.

p No estudo dos peixes-zebra, Lapotko e seus colaboradores na Rice dirigiram nanopartículas de ouro marcadas com anticorpos nas células cancerosas implantadas. Um curto pulso de laser superaqueceu a superfície das nanopartículas e evaporou um volume muito fino do meio circundante para criar pequenas bolhas de vapor que se expandiram e colapsaram em nanossegundos; isso deixou as células intactas, mas gerou um forte sinal de dispersão óptica que era brilhante o suficiente para detectar uma única célula cancerosa.

p Um segundo, pulso mais forte gerou nanobolhas maiores que explodiram (ou, como os pesquisadores o chamaram, "mecanicamente ablacionada") a célula-alvo sem danificar o tecido circundante no peixe-zebra. A dispersão da luz laser pela segunda bolha "assassina" confirmou a destruição celular.

p Que o processo é de natureza mecânica é a chave, Disse Lapotko. As nanobolhas evitam as armadilhas da quimio ou terapia radiativa que podem danificar tecidos saudáveis, bem como tumores.

p “Não é uma partícula que mata a célula cancerosa, mas um evento transitório e curto, "disse ele." Estamos convertendo a energia da luz em energia mecânica. "

p A nova concessão permitirá que Lapotko e seus colaboradores estudem os efeitos biológicos das nanobolhas plasmônicas e, em seguida, combinem suas funções em uma única sequência que levaria um mero microssegundo para detectar e destruir uma célula cancerosa e confirmar os resultados. "Ajustando seu tamanho dinamicamente, vamos ajustar sua ação biológica de detecção não invasiva para entrega intracelular localizada de drogas para eliminação seletiva de células específicas, " ele disse.

p "Ser furtivo, sonda sob demanda com função ajustável, a nanobolha plasmônica pode ser aplicada a todas as áreas da medicina, uma vez que o mecanismo de nanobolhas é universal e pode ser empregado para detectar e manipular moléculas específicas, ou para microcirurgia precisa. "

p Co-autores de Lapotko no Biomateriais papel são Daniel Wagner, professor assistente de bioquímica e biologia celular; Mary "Cindy" Farach-Carson, vice-reitor associado de pesquisa e professor de bioquímica e biologia celular; Jason Hafner, professor associado de física e astronomia e de química; Nikki Delk, associado de pesquisa de pós-doutorado; e Ekaterina Lukianova-Hleb, pesquisador do Plasmonic Nanobubble Lab.