Crean nanosondas de origami que se iluminan al detectar un cáncer agresivo

Los ingenieros de Johns Hopkins han creado una nueva herramienta óptica que podría mejorar la obtención de imágenes del cáncer y optimizar así su diagnóstico. Su método, llamado SPECTRA, utiliza diminutas nanosondas que se iluminan cuando se adhieren a células cancerosas agresivas, lo que ayuda a los médicos a distinguir entre cánceres localizados y aquellos que son metastásicos y tienen el potencial de propagarse por todo el cuerpo.

"Nuestros hallazgos demuestran que SPECTRA tiene un enorme potencial para la detección y la obtención de imágenes del cáncer", afirmó el líder del equipo Ishan Barman , profesor de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería Whiting. "Estamos brindando a los médicos una herramienta más poderosa que puede detectar células cancerosas de manera más temprana y precisa que nunca". Los resultados de su investigación se han publicado en Advanced Functional Materials .

SPECTRA, que es escalable y más rentable que los métodos actuales, aprovecha una combinación única: espectroscopia Raman (que utiliza la dispersión de la luz láser para proporcionar información detallada sobre las vibraciones moleculares) y origami de ADN, que implica doblar el ADN en formas específicas, como en el arte japonés de doblar papel. El equipo utilizó el ADN doblado como andamio para crear nanopartículas plasmónicas dispuestas con precisión, Raman reporters (una molécula que produce una señal fuerte cuando se analiza mediante espectroscopia Raman) y secuencias de ADN dirigidas al cáncer. Estas nanosondas multifuncionales se probaron luego en células cancerosas.

El equipo descubrió que, a diferencia de las tomografías computarizadas o las resonancias magnéticas que pueden indicar la presencia de un tumor pero no las firmas moleculares específicas que pueden alertar a los médicos sobre una metástasis actual o inminente, SPECTRA se unió de manera efectiva y consistente a las células de cáncer de próstata metastásico DU145 e incluso diferenció entre ellas y las células no metastásicas.

Además, los investigadores seleccionaron un Raman reporter (una molécula de señalización) que produce una señal activa y distinta en un rango que la hace destacar claramente contra el fondo del tejido normal, lo que ayuda a los médicos a localizar la enfermedad con mayor precisión.

"Es un diseño inteligente que mejora en gran medida la señal Raman y es uniforme", afirmó Swati Tanwar, miembro del equipo e investigadora postdoctoral en ingeniería mecánica. "Puede distinguir las células cancerosas agresivas de las no agresivas en función de la intensidad de la señal. En un tumor, si el 10 % de las células son agresivas y el 90 % no agresivas, el 10 % restante se iluminará y emitirá una señal muy intensa".

Tanwar apunta que cada hebra de ADN en el andamio de origami tiene una secuencia única y ocupa una posición específica en la nanoestructura de origami plegada. Esta disposición meticulosa facilitó la creación de la nanosonda SPECTRA multifuncional.

"La espectroscopia Raman es una herramienta de identificación molecular", dijo Lintong Wu, miembro del equipo y estudiante de doctorado en ingeniería mecánica. "Las moléculas pueden parecer similares a la distancia, pero utilizando la espectroscopia Raman muestran diferentes picos y señales a lo largo de todo el espectro".

Fuente: Universidad Johns Hopkins