p O desenvolvimento de medicamentos para combater ou curar doenças humanas geralmente envolve uma fase de testes com ratos, portanto, ser capaz de perscrutar claramente as entranhas de um rato vivo tem um valor real. p Mas com os corantes fluorescentes usados ​​atualmente para criar imagens do interior de ratos de laboratório, a visão torna-se tão turva vários milímetros sob a pele que os pesquisadores podem ter mais sucesso em adivinhar o futuro a partir das entranhas do roedor do que na extração de dados utilizáveis.

p Agora, os pesquisadores de Stanford desenvolveram um método de imagem aprimorado usando nanotubos de carbono fluorescentes que lhes permite ver centímetros de profundidade em um camundongo com muito mais clareza do que os corantes convencionais fornecem. Para uma criatura do tamanho de um rato, alguns centímetros fazem uma grande diferença.

p "Já usamos nanotubos de carbono semelhantes para fornecer medicamentos para tratar o câncer em testes de laboratório em ratos, mas você gostaria de saber para onde foi sua entrega, certo? "disse Hongjie Dai, um professor de química. "Com os nanotubos fluorescentes, podemos fazer entrega de drogas e imagens simultaneamente - em tempo real - para avaliar a precisão de uma droga em atingir seu alvo. "

p Os pesquisadores injetam os nanotubos de carbono de parede única em um camundongo e podem observar como os tubos são entregues aos órgãos internos pela corrente sanguínea.

p Os nanotubos apresentam fluorescência intensa em resposta à luz de um laser direcionado ao mouse, enquanto uma câmera sintonizada com os comprimentos de onda do infravermelho próximo dos nanotubos registra as imagens.

p Ao anexar os nanotubos a um medicamento, os pesquisadores podem ver como a droga está progredindo pelo corpo do camundongo.

p Dai é um dos autores de um artigo que descreve a pesquisa publicada online este mês em Proceedings of the National Academy of Sciences .

p A chave para a utilidade dos nanotubos é que eles brilham em uma parte diferente do espectro infravermelho próximo da maioria dos corantes.

p Tecidos biológicos - sejam de camundongos ou humanos - apresentam fluorescência natural em comprimentos de onda abaixo de 900 nanômetros, que está na mesma faixa que os corantes fluorescentes orgânicos biocompatíveis disponíveis. Isso resulta em fluorescência de fundo indesejável, que confunde as imagens quando tintas são usadas. Mas os nanotubos usados ​​pelo grupo de Dai fluorescem em comprimentos de onda entre 1, 000 e 1, 400 nanômetros. Nesses comprimentos de onda, quase não há fluorescência de tecido natural, portanto, o "ruído" de fundo é mínimo.

p A utilidade dos nanotubos é ainda mais reforçada porque o tecido espalha menos luz na região do comprimento de onda mais longo do infravermelho próximo, reduzindo manchas de imagem conforme a luz se move ou viaja pelo corpo, outra vantagem sobre os fluoróforos que emitem abaixo de 900 nm.

p "Os nanotubos fluorescem naturalmente, mas eles emitem em uma região muito estranha, "Disse Dai." Não há muitas coisas - vivas ou inertes - que emitem nesta região, é por isso que não foi muito explorado para imagens biológicas. "

p Ao selecionar nanotubos de carbono de parede única (SWNTS) com diferentes diâmetros de quiralidades e outras propriedades, Dai e sua equipe podem ajustar o comprimento de onda em que os nanotubos fluorescem.

p Os nanotubos são fotografados imediatamente após a injeção na corrente sanguínea de camundongos.

p Dai e os alunos de pós-graduação Sarah Sherlock e Kevin Welsher, que também são co-autores do PNAS papel, observaram os nanotubos fluorescentes passando pelos pulmões e rins segundos após a injeção. O baço e o fígado acenderam alguns segundos depois.

p O grupo também fez algum trabalho de "pós-produção" em imagens de vídeo digital dos nanotubos em circulação para melhorar ainda mais a qualidade da imagem usando um processo chamado "análise de componente principal".

p "Na imagem bruta, O baço, pâncreas e rins podem aparecer como um sinal generalizado, "Sherlock disse." Mas este processo capta as sutilezas na variação do sinal e resolve o que à primeira vista parece ser um sinal nos órgãos distintos. "

p "Você pode realmente ver as coisas que estão bem no fundo ou bloqueadas por outros órgãos, como o pâncreas, "Dai disse.

p Existem alguns outros métodos de imagem que podem produzir imagens de tecidos profundos, como imagens de ressonância magnética (MRI) e varreduras de tomografia computadorizada (TC). Mas a imagem de fluorescência é amplamente usada em pesquisas e requer máquinas mais simples.

p Dai disse que os nanotubos fluorescentes não são capazes de atingir a profundidade de tomografias ou ressonâncias magnéticas, mas os nanotubos são um passo à frente na ampliação dos usos potenciais da fluorescência como um sistema de imagem além da superfície e aplicações próximas à superfície a que estava restrito até agora.

p Desde que a fluorescência do nanotubo foi descoberta cerca de dez anos atrás, pesquisadores têm tentado tornar a fluorescência mais brilhante, Disse Dai. Ainda, ele ficou um pouco surpreso com o quão bem eles agora funcionam em animais.

p "Não imaginei que eles pudessem realmente ser usados ​​em animais para obter imagens profundas como essas, "ele disse." Quando você olha para imagens como esta, você tem a sensação de que o corpo quase tem alguma transparência. "