¿Cómo se pueden usar los nanomateriales en el diagnóstico del cáncer?

Un extracto de Partículas Funcionalizadas Tipo Virus para Detección y Enumeración de Células Tumorales:

Las VLP también son valiosas nanoestructuras para su uso como diagnóstico. La funcionalidad multivalente y el tamaño submicrónico de las VLP pueden mejorar potencialmente la relación señal / ruido en relación con otras tecnologías comparables. Ya sea mediante la unión covalente a colorantes fluorescentes o luminiscentes o mediante el transporte de cargas útiles, las VLP se pueden detectar usando métodos de formación de imágenes convencionales. La ingeniería adicional de la VLP ya sea conjugando ligandos con especificidad hacia ciertos objetivos o mediante manipulaciones genéticas de la superficie VLP permite su colocalización a células diana. De esta manera, las VLP se pueden desarrollar como agentes de contraste para MRI recubriendo la superficie de estas VLP con iones de gadolinio o encapsulando nanopartículas de óxido de hierro en la VLP [1], [2]. Las partículas MS2 marcadas con 18F se han usado con tomografía por emisión de positrones como agente de contraste con vida media circulante mejorada [3]. Las VLP que están funcionalizadas con proteínas y etiquetas fluorescentes han sido útiles para rastrear células usando microscopía confocal e imágenes ópticas [4], [5].

[1] X. Huang, LM Bronstein, J. Retrum, C. Dufort, I. Tsvetkova, S. Aniagyei, B. Stein, G. Stucky, B. McKenna, N. Remmes, D. Baxter, CC Kao, y B. Dragnea, “partículas similares a virus autoensambladas con núcleos magnéticos”, “Nano Lett., Vol. 7, no. 8, pp. 2407-16, agosto de 2007.
[2] M. Allen, JWM Bulte, L. Liepold, G. Basu, HA Zywicke, JA Frank, M. Young y T. Douglas, “nanopartículas paramagnéticas virales como posibles agentes de contraste de resonancia magnética de alta capacidad de relajación”, ” Magn . Reson. Medicina. , vol. 54, no. 4, pp. 807-12, octubre de 2005.
[3] JM Hooker, JP O’Neil, DW Romanini, SE Taylor y MB Francis, “Cápsulas virales libres de genoma como portadores de radiomarcas de tomografía por emisión de positrones”, ” Mol. Imaging Biol. , vol. 10, no. 4, pp. 182-91, 2008.
[4] J.-K. Rhee, M. Hovlid, JD Fiedler, SD Brown, F. Manzenrieder, H. Kitagishi, C. Nycholat, JC Paulson y MG Finn, “Coloridas partículas similares a virus: empaquetado de proteína fluorescente por la cápsula Qβ.”, ” Biomacromoléculas , vol. 12, no. 11, pp. 3977-81, diciembre de 2011.
[5] A. Charpilienne, M. Nejmeddine, M. Berois, N. Parez, E. Neumann, E. Hewat, G. Trugnan y J. Cohen, “Se ven partículas de tipo rotavirus individuales que contienen 120 moléculas de proteína fluorescente en células vivas., ” J. Biol. Chem. , vol. 276, no. 31, pp. 29361-7, agosto de 2001.

Como Christopher VanLang ya ha señalado, los nanomateriales se pueden escalar a tamaños en los que se alojarán en un tumor y de ese modo ayudarán en su detección a través de las tecnologías de escaneo existentes.

También existe la posibilidad de utilizar la tendencia inherente del tumor a secretar el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) -su manera de desviar los nutrientes sanguíneos hacia el sitio- para provocar la acumulación de un indicador (como ya se mencionó), o para administrar compuestos de tratamiento específicos del sitio que se liberan mediante bioerosión o activación no invasiva, como radiofrecuencia o láser infrarrojo.

El trabajo continuado en nanomateriales y su campo paralelo de MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems), también puede posibilitar ataques físicos directos sobre los tumores a través de ablación, extirpación u otros métodos de desintegración. Este modelo ya se ha sugerido con respecto a la eliminación de coágulos sanguíneos intravasculares y otras trombosis.

Coloquialmente conocidos como “roto-rooters”, estas mismas estructuras micro-robóticas (en forma alterada) podrían incluso, algún día, ser utilizadas para reparar la degradación del ADN a nivel de la hélice. Esto se ha propuesto como una forma de mitigar el daño celular resultante de la exposición de los astronautas a la radiación gamma dura durante vuelos espaciales prolongados. Tal enfoque podría permitir menos blindaje externo, aumentando así la carga útil global y la eficiencia del combustible.