p O Dr. Mikhail Shapiro estava interessado em desenvolver agentes de imagem em nanoescala para ultrassom para permitir imagens não invasivas de uma gama muito mais ampla de eventos biológicos e biomédicos no corpo. Recorrendo à natureza em busca de inspiração, ele e seus colegas da Caltech e da UC Berkeley, criou com sucesso o primeiro agente de imagem de ultrassom baseado em estruturas contendo gás geneticamente codificadas. p A equipe de Shapiro utilizou micro-organismos fotossintéticos que formam nanoestruturas de gás chamadas "vesículas de gás, "que os pesquisadores descobriram que eram excelentes agentes de imagem para ultrassom, com várias propriedades exclusivas, tornando-os especialmente úteis em aplicações biomédicas.

p Este novo método de nanotecnologia abre a porta para uma ampla variedade de aplicações de imagem em potencial, onde o tamanho do nanômetro é vantajoso, (por exemplo., na rotulagem de alvos fora da corrente sanguínea), e pode ter um impacto significativo nos ultrassons - uma das modalidades de imagem mais amplamente utilizadas na biomedicina.

p Anteriormente, a maioria dos agentes de imagem de ultrassom foram baseados em pequenas bolhas de gás, que o ultrassom pode detectar porque eles têm uma densidade diferente de seus arredores e podem ressoar com as ondas sonoras. Infelizmente, essas "microbolhas" só podiam ser sintetizadas em tamanhos de vários mícrons (ou maiores) por causa de sua física fundamental:quanto menores você tentava fazê-las, menos estáveis ​​eles se tornaram. Como resultado, eles estavam sempre confinados à corrente sanguínea e só podiam visualizar um número limitado de alvos biológicos.

p Os pesquisadores queriam encontrar outra maneira de fazer estruturas cheias de gás que pudessem ser em nanoescala. Em particular, certos microrganismos fotossintéticos regulam sua flutuabilidade, formando nanoestruturas de gás revestidas de proteínas chamadas "vesículas de gás" dentro do corpo celular. Essas estruturas interagem com o gás de uma forma que é fundamentalmente diferente das microbolhas, permitindo que tenham tamanho nanométrico. Neste estudo, eles descobriram que as vesículas de gás são excelentes agentes de imagem para ultrassom.

p Os pesquisadores mostraram que foram capazes de anexar facilmente biomoléculas à superfície da vesícula de gás para permitir o direcionamento. Além disso, porque essas estruturas são codificadas como genes, eles agora têm a chance de modificar esses genes para otimizar as propriedades de ultrassom das vesículas de gás. Já a equipe mostrou que vesículas de gás de diferentes espécies, que variam na sequência genética, exibem diferentes propriedades que podem ser usadas para, por exemplo, distingui-los uns dos outros em uma imagem de ultrassom.