Diagrama e imagem de microscopia eletrônica de um "chocalho quântico":uma concha de sílica porosa (em azul no diagrama) é preenchida com pontos dourados, tudo em escala nanométrica. O ouro está presente em duas formas:partículas menores que 2 nm (pontos) nos poros da casca, e partículas maiores (7 nm) na cavidade central. Crédito:Mathew Hembury, Ciro Chiappini Glenna L. Drisko et al, com a autorização de PNAS Essas imagens estão disponíveis na biblioteca de fotos do CNRS, [email protected]
Pesquisadores do Imperial College London e do Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (CNRS / Collège de France / UPMC) projetaram e desenvolveram nanopartículas híbridas de ouro-sílica, que estão se revelando verdadeiros "canivetes suíços" terapêuticos. Testado em camundongos e em células humanas em cultura, eles permitem combinar duas formas de tratamento do tumor e três técnicas de imagem. Eles têm, notavelmente, uma maior capacidade de carga e entrega de drogas do que as transportadoras atualmente no mercado, que abre perspectivas interessantes para a pesquisa do câncer. Os resultados foram publicados em PNAS em 4 de fevereiro, 2015
Desenvolver uma ferramenta que acopla três técnicas de imagem complementares (MRI, fluorescência no infravermelho próximo e um tipo de imagem de ultrassom denominado "fotoacústica") com duas formas de terapia (quimioterapia e terapia fototérmica), tudo dentro de uma esfera medindo 150 nanômetros de diâmetro, é o feito recentemente realizado por uma equipe internacional de químicos e especialistas em engenharia biomédica. Para alcançar isto, os pesquisadores sintetizaram objetos híbridos que consistem em uma concha de sílica mesoporosa contendo pontos quânticos de ouro.
Os pontos quânticos de ouro são pequenas nanopartículas (menos de 2 nanômetros) com propriedades únicas (fluorescência, produção de calor, magnetismo) que são muito diferentes daqueles do ouro maciço, ou mesmo nanopartículas de ouro maiores. Contudo, sua falta de estabilidade em solventes aquosos (eles tendem a se agregar para formar partículas maiores) tinha impedido seu uso em biologia e medicina até agora. Ao "infundir" conchas de sílica porosa com precursores de ouro, pesquisadores conseguiram criar pontos quânticos de ouro nos poros da casca (o que os estabiliza), bem como nanopartículas de ouro maiores na cavidade central. Estável em soluções aquosas, esta estrutura de "chocalho quântico" pode penetrar no centro das células sem toxicidade. Ele também preserva as propriedades ópticas e magnéticas dos pontos quânticos de ouro, enquanto maximizam sua capacidade de armazenamento de medicamentos.
A incorporação de ouro hidrofóbico na esfera de sílica ajudou a aumentar significativamente sua capacidade de armazenamento de doxorrubicina, um agente anticâncer muitas vezes difícil de estabilizar neste tipo de matriz porosa. Os cientistas acreditam que a proporção de moléculas que atingiriam seu alvo dispararia de 5 a 95%, em comparação com os transportadores de drogas (do tipo lipossomal) atualmente no mercado. Além dessa capacidade de transportar drogas, eles têm potencial na terapia fototérmica. Na verdade, quando eles são excitados por um laser infravermelho, as partículas contendo os pontos quânticos de ouro emitem fluorescência infravermelha, mas também calor suficiente - até 51 ° C - para matar as células cancerosas. Isso tornou possível reduzir a massa tumoral em camundongos em 55% após um único tratamento.
A produção de calor também pode ser usada para fins de imagem, pois causa uma dilatação temporária dos pontos quânticos de ouro, que produz ondas de ultrassom que podem ser detectadas, como na imagem de ultrassom. Além disso, a fluorescência emitida pelas partículas excitadas por laser viaja através do tecido (que não absorve infravermelho neste comprimento de onda), e, portanto, pode ser medido de forma não invasiva. Finalmente, para tamanhos menores que 2 nanômetros, o ouro se torna magnético. Portanto, é possível usar chocalhos quânticos como agente de contraste para imagens de ressonância magnética (MRI). Esses três métodos de imagem (fluorescência infravermelha próxima, imagem fotoacústica e ressonância magnética) possibilitam a observação do tumor de formas complementares, com altíssima resolução espacial e temporal.
Os pesquisadores agora estão explorando como otimizar esses nanovetores. Eles gostariam de "funcionalizar" sua superfície com marcadores para que pudessem identificar e visar especificamente as células cancerosas. Finalmente, eles esperam ser capazes de reduzir o tamanho das partículas de ouro na cavidade central, a fim de tornar o transportador totalmente biodegradável.
