New Dye ofrece un gran avance en imágenes profundas y terapia contra el cáncer

New Dye ofrece un gran avance en imágenes profundas y terapia contra el cáncer

Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han desarrollado un nuevo tinte que puede absorber fuertemente una segunda radiación infrarroja cercana y convertirla en calor. A partir de un tinte de la familia de los pigmentos biliares, diseñaron una estructura de anillo única que puede unir rodio e iridio. Las mediciones y el modelado mostraron fuertes segundas absorciones en el IR cercano y una fotoestabilidad excepcional. Las segundas ondas del infrarrojo cercano penetran fácilmente en el tejido humano; El nuevo tinte se puede utilizar en terapias de tejido profundo y en imágenes.

La segunda región del infrarrojo cercano del espectro electromagnético (1000-1700 nanómetros) es un rango de longitud de onda potencialmente importante para la ciencia médica. En esta zona, el tejido biológico no dispersa ni absorbe la luz con tanta fuerza. Esta transparencia lo hace ideal para entregar energía a partes más profundas del cuerpo, ya sea para imágenes o tratamientos. Un ejemplo importante de este tipo de terapia son las imágenes fotoacústicas en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Cuando se inyecta luz a un agente de contraste inyectado en el cuerpo, emite calor, creando pequeños choques de ultrasonido que pueden detectarse para obtener imágenes o dañar las propias células cancerosas.

La eficacia de este enfoque depende de la disponibilidad de agentes de contraste estables que puedan absorber luz de manera eficiente en estas longitudes de onda. Sin embargo, la mayoría de los agentes de contraste son más sensibles en la primera región del IR cercano (700-1000 nanómetros), donde los efectos de dispersión son más fuertes y la entrega de energía es menos eficiente.

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por el profesor asociado Masatoshi Ichida de la Universidad Metropolitana de Tokio ha desarrollado un nuevo compuesto químico que supera el talón de Aquiles. Comenzando con un tinte de la familia de los pigmentos biliares llamado bilatrieno, utilizaron un método conocido como química de confusión N para alterar la estructura del anillo del bilatrieno para aceptar la unión de iones metálicos. En su trabajo reciente, incorporaron con éxito iones de rodio e indio en el anillo a través de átomos de nitrógeno.

El nuevo tinte del equipo mostró su mayor absorción de luz a una longitud de onda de 1600 nanómetros en condiciones normales, lo cual es bueno en la segunda región del IR cercano. También se ha demostrado que es muy fotoestable, lo que significa que no se rompe fácilmente cuando se expone a la luz. Las mediciones detalladas de cómo responde la molécula a los campos magnéticos y los cálculos numéricos utilizando la teoría funcional de la densidad (DFT) mostraron cómo la distribución única de electrones en una nube que abarca toda la complicada estructura de la molécula de unión al metal (también conocida como radicaloide PI) dio lugar a absorciones que no son posibles en compuestos similares existentes.

Debido a que los tejidos no absorben tan fuertemente el segundo IR cercano, las regiones sensibilizadas con el tinte pueden estar más expuestas a la luz, lo que permite obtener imágenes más claras y una mejor administración de calor para las terapias. El equipo espera que su molécula abra la puerta a nuevos enfoques de la medicina de tejidos profundos, así como a aplicaciones más generales de la catálisis química.

Este trabajo fue apoyado por los números de subvención JSPS JP20H00406 y JP22K19937, número de subvención JST Presto JPMJPR2103, Fundación de Ciencia y Tecnología Izumi, Infraestructura de investigación avanzada para materiales y nanotecnología en Japón (Arim) del Ministerio de Educación, Deportes, Deportes, Ciencia, Ciencia y Tecnología (MEXT) bajo la propuesta número JPMXP1222ms1802, el Programa de Investigación Cooperativa de NJRC Mater. y desarrollador. Y una beca Tokyo Global Partner de la Universidad Metropolitana de Tokio.

Fuentes: