Para destacar tumores no corpo para o diagnóstico de câncer, os médicos podem usar pequenas sondas ópticas (nanossondas) que se acendem quando se ligam a tumores. Essas nanossondas permitem que os médicos detectem a localização, forma e tamanho dos cânceres no corpo.

A maioria das nanossondas são fluorescentes; eles absorvem luz de uma cor específica, como o azul e depois emite luz de fundo de uma cor diferente, como verde. Contudo, já que os tecidos do corpo humano também podem emitir luz, distinguir a luz da nanossonda da luz de fundo pode ser difícil e pode levar a interpretações erradas.

Agora, pesquisadores do Imperial College London desenvolveram novas nanossondas, denominados bioharmonóforos e patenteados na Imperial, que emite luz com um novo tipo de tecnologia brilhante conhecido como segunda geração harmônica (SHG).

Depois de testar as nanossondas em embriões de peixe-zebra, os pesquisadores descobriram que os bioharmonóforos, que foram modificados para atingir células cancerosas, destacou tumores com mais brilho e por períodos mais longos do que nanossondas fluorescentes. Sua luz pode ser facilmente detectada e distinguida pela luz geralmente emitida pelo tecido, e eles também se ligam precisamente às células tumorais e não às células saudáveis, tornando-os mais precisos na detecção de bordas tumorais.

O principal pesquisador, Dr. Periklis Pantazis, do Departamento de Bioengenharia do Imperial, disse:"Os bioarmonóforos podem ser uma maneira mais eficaz de detectar tumores do que os disponíveis atualmente. Eles combinam características que podem ser ótimas para o diagnóstico de câncer e terapia na prática clínica e podem, eventualmente, melhorar o paciente resultados após pesquisas adicionais. "

Os resultados são publicados em ACS Nano .

Os bioharmonóforos são biocompatíveis e biodegradáveis, pois são feitos de peptídeos - os mesmos ingredientes das proteínas encontradas no corpo. Eles são metabolizados naturalmente no corpo em 48 horas e, portanto, é improvável que apresentem riscos à saúde a longo prazo.

Para investigar a detecção precisa do tumor, os pesquisadores primeiro injetaram embriões de peixe-zebra com células cancerosas malignas, que permitiu que as células tumorais proliferassem sem controle. Vinte e quatro horas depois, eles injetaram bioharmonóforos que foram modificados para atingir as moléculas do peptídeo p32 que são encontradas especificamente em células tumorais. Eles então usaram técnicas de imagem no Imperial's Facility for Imaging por Microscopia de Luz para estudar quão bem os bioharmonóforos modificados detectaram os tumores.

Eles descobriram que os bioharmonóforos tinham excelente sensibilidade de detecção, o que significa que eles se ligam a células tumorais específicas, mas não a células saudáveis. Nanossondas ativadas por fluorescência tendem a se anexar menos especificamente, o que significa que eles podem representar erroneamente células saudáveis ​​como células tumorais, ou vice-versa.

Eles também descobriram que, ao contrário da fluorescência, bioharmonóforos não 'branquear', o que significa que eles não perderam a capacidade de emitir luz com o tempo. Além disso, a luz emitida por bioharmonóforos não saturou como acontece com nanossondas fluorescentes, o que significa que eles ficaram mais brilhantes quando iluminados com mais luz. Dessa forma, os tumores se tornaram ainda mais claros.

Dr. Pantazis disse:"É muito importante que as nanossondas de tumor destacem as células de maneira específica e clara para o diagnóstico de câncer. Nosso estudo de prova de conceito sugere que os bioharmonóforos muito brilhantes podem ser ferramentas poderosas no diagnóstico de câncer e direcionamento de tratamentos nos próximos anos. "

A fabricação de bioharmonóforos é barata, reproduzível, escalável e leva cerca de dois dias em temperatura ambiente. Eles agora precisam ser testados em mamíferos para identificar o quão bem as descobertas vão além do peixe-zebra.

Os pesquisadores também estão investigando como os bioharmonóforos podem ser usados ​​para orientar as intervenções cirúrgicas durante a cirurgia de câncer, e também como eles poderiam gerar luz em frequências diferentes para ajudar potencialmente a matar células tumorais com alta precisão.

"Biodegradable Harmonophores for Targeted High-Resolution In Vivo Tumor Imaging", de Ali Yasin Sonay, Konstantinos Kalyviotis, Sine Yaganoglu, Aysen Unsal, Martina Konantz, Claire Teulon, Ingo Lieberwirth, Sandro Sieber, Shuai Jiang, Shahed Behzadi, Daniel Crespy, Katharina Landfester, Sylvie Roke, Claudia Lengerke, e Periklis Pantazis, publicado em 25 de fevereiro de 2021 em ACS Nano .