Utilizan ‘nanosondas’ de oro para rastrear el flujo sanguíneo en pequeños vasos

Los científicos han diseñado nanopartículas de oro, no mayores de 100 nanómetros, que pueden recubrirse y usarse para rastrear el flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos más pequeños del cuerpo.

Al mejorar nuestra comprensión del flujo sanguíneo in vivo, las nanosondas representan una oportunidad para ayudar en el diagnóstico temprano de enfermedades.

La microscopía óptica es un campo en rápida evolución para comprender los sistemas in vivo donde se requiere alta resolución. Es particularmente crucial para la investigación cardiovascular, donde los estudios clínicos se basan en tecnologías de ultrasonido que inherentemente tienen una resolución más baja y brindan información limitada.

La capacidad de monitorizar el flujo sanguíneo en el sofisticado árbol vascular (sobre todo en los elementos más pequeños de la microvasculatura, los capilares) puede proporcionar información muy valiosa para comprender procesos patológicos como la trombosis y la inflamación vascular. Existen otras aplicaciones para mejorar la administración de tratamientos, como la detección de tumores.

Actualmente, el flujo de sangre en la microvasculatura es poco conocido. La nanociencia está en una posición única para ayudar a comprender los procesos que ocurren en los recipientes de dimensiones micrométricas.

El diseño de sondas para monitorear el flujo sanguíneo es un desafío debido al entorno; los altos niveles de proteína en plasma y las altas concentraciones de glóbulos rojos son perjudiciales para la formación de imágenes ópticas.

Las técnicas convencionales se basan en la tinción de glóbulos rojos, utilizando tintes orgánicos con un uso de corta duración debido al fotoblanqueo, como motivo de seguimiento. El tamaño relativamente grande de los glóbulos rojos (7-8 micrómetros), que son efectivamente las sondas, limita la resolución en la formación de imágenes y el análisis de la dinámica de flujo de los vasos más pequeños que tienen un ancho similar.

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Por lo tanto, para tener una resolución e información más detalladas sobre el flujo sanguíneo en la microvasculatura, se requieren sondas incluso más pequeñas.

Este artículo, publicado en Nanomedicine, informa sobre un método para la preparación de nanopartículas de oro recubiertas de iridio como sondas luminiscentes para imágenes ópticas en sangre.

La profesora Zoe Pikramenou , de la  Facultad de Química  de la Universidad de Birmingham, explicó: “La clave de estas nanopartículas recubiertas de iridio radica tanto en su pequeño tamaño como en las propiedades luminiscentes características. El iridio da una señal luminiscente en el espectro visible, proporcionando una ventana óptica que se puede detectar en la sangre. También es de larga duración en comparación con los fluoróforos orgánicos, mientras que las diminutas partículas de oro resultan ideales para rastrear el flujo y detectarse claramente en los tejidos”.

El equipo pudo estabilizar nanopartículas de oro solubles en agua, recubiertas con sondas luminiscentes de iridio, en un tamaño de hasta 100 nanómetros utilizando un recubrimiento de surfactante.

El profesor Gerard Nash , del  Instituto de Ciencias Cardiovasculares  de la Universidad de Birmingham, agregó: “El tamaño de 100 nanómetros es ideal para no perturbar el flujo y aún así ser detectable mediante imágenes de alta resolución utilizando microscopios convencionales. Estas nanopartículas se pueden usar como rastreadores para la detección en canales submilimétricos de dimensiones similares a muchos microvasos con una resolución más alta que las células sanguíneas teñidas con fluorescencia”.

El profesor Stuart Egginton  comentó: “Las nanopartículas ingresan a la circulación sanguínea y se pueden visualizar claramente mediante fluorescencia en diferentes órganos, mientras que la señal de oro se puede cuantificar fácilmente mediante otras técnicas”.

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El equipo buscará ahora desarrollar las nanopartículas para permitir la entrega dirigida dentro del cuerpo e investigar el potencial de la obtención de imágenes in vivo utilizando sondas de infrarrojo cercano.

Notas a los editores

‘Adaptación de la luminiscencia de iridio y el tamaño de las nanopartículas de oro para obtener imágenes del flujo sanguíneo microvascular’ se publica en Nanomedicine (10.2217/nnm-2017-0211).

Para obtener más información, comuníquese con  Luke Harrison , gerente de relaciones con los medios de la Universidad de Birmingham al +44 (0)121 414 5134.

Para consultas de los medios fuera del horario de atención, llame al: +44 (0)7789 921 165.

Este proyecto interdisciplinario fue dirigido por la Escuela de Química de la Universidad de Birmingham (Pikramenou) con la colaboración de la Escuela de Medicina de la Universidad de Birmingham y fue apoyado por el Centro de Capacitación Doctoral (PSIBS) Ciencias Físicas en Imágenes y Ciencias Biomoleculares)

Vea el vídeo ‘ Nanopartículas de oro en el flujo sanguíneo ‘ de la Universidad de Birmingham.

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