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03 ottobre 2019
La nanoparticella a infrarossi incandescente offre ai ricercatori una visione all'interno del cervello di un topo vivente.

(Notizie Nanowerk) I chimici di Stanford hanno sviluppato una nuova tecnica di imaging dei tessuti profondi che può vedere sotto la pelle dei soggetti viventi per illuminare i tumori sepolti con una chiarezza senza pari.
In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Biotechnology ("Imagini molecolare in vivo per l'immunoterapia che utilizza nanoparticelle di terre rare ultraluminose vicino all'infrarosso-IIb"), i ricercatori dimostrano come la loro tecnica può essere utilizzata per prevedere la risposta dei pazienti oncologici all'immunoterapia e tenere traccia dei loro progressi dopo il trattamento.

I vasi cerebrali di un topo vivo sono illuminati alla luce infrarossa da sonde di nanoparticelle di erbio.
"Chiamiamo questa visione a infrarossi per scrutare in modo non invasivo nei tessuti biologici", ha dichiarato il leader dello studio Hongjie Dai, il professore di chimica JG Jackson e CJ Wood in chimica presso la School of Humanities and Sciences di Stanford.
La tecnica si basa su nanoparticelle contenenti l'elemento erbio, che appartiene a una classe di cosiddetti minerali delle terre rare apprezzati dai chimici per la loro capacità unica di brillare nell'infrarosso.
Il team ha coperto le nanoparticelle con un rivestimento chimicamente ingegnerizzato che aiuta le particelle a dissolversi nel flusso sanguigno e le rende anche meno tossiche ed esce dal corpo più rapidamente. Inoltre, il rivestimento fornisce punti di ancoraggio per molecole che fungono da missili guidati per localizzare e legarsi a proteine ​​specifiche sulle cellule.


Cancella la nebbia
Sotto una luce a LED a bassa potenza, le particelle di erbio crogiolano i tessuti bersaglio o persino le singole cellule in un bagliore a infrarossi luminoso che può essere visto più in profondità e con una risoluzione più fine rispetto alle tecniche di imaging convenzionali, affermano i ricercatori. "È come vedere mentre si guida su un'autostrada prima e dopo l'evaporazione della nebbia in una giornata invernale", ha detto il co-primo autore dello studio Yeteng Zhong, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Dai. "La profondità di imaging combinata, la specificità e la molteplicità molecolare e la risoluzione spaziale e temporale sono irraggiungibili dalle tecniche precedenti."
In un video che evidenzia la potenza dei loro nanoprobi, i vasi sanguigni ramificati di un cervello all'interno di un topo vivente sono limitati in una luce verde acqua e si spostano mentre la creatura muove la testa. "Il nostro approccio consente di vedere in un cervello di topo intatto mentre gli approcci convenzionali vedono solo il cuoio capelluto", ha detto il co-primo autore dello studio Zhuoran Ma, uno studente laureato nel laboratorio di Dai.
Nello studio, i ricercatori mostrano che la loro tecnica è in grado di identificare i tumori nei topi che trasportano una proteina che li rende vulnerabili ai farmaci antitumorali che attivano il sistema immunitario del corpo. Questo approccio potrebbe fornire un modo non invasivo di identificare i pazienti che risponderebbero bene a quei farmaci senza la necessità di prelevare un campione o biopsia del tumore, come attualmente devono fare.
Allo stesso modo, le nanoparticelle di erbio possono monitorare le risposte dei pazienti in seguito alla terapia del cancro per verificare se stanno rispondendo ai farmaci e se i loro tumori si sono ridotti.
Come dimostrazione, Dai e i suoi colleghi hanno combinato le loro nanoparticelle di erbio con un'altra tecnica di imaging a infrarossi per rappresentare simultaneamente due bersagli molecolari - cellule cancerose e cellule T - contemporaneamente. Il risultato è un'istantanea stratificata, multicolore che mostra le cellule T che si avvicinano a un tumore da un'altra parte del corpo del topo.
I ricercatori hanno affermato che la loro tecnica potrebbe anche consentire ai chirurghi di asportare più precisamente i tumori e aiutare i biologi e i ricercatori medici a studiare i processi fondamentali all'interno delle cellule.
Fonte: da Ker Than, Stanford University
tratto da:  https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=53733.php