Nano diamantes podrían facilitar detección temprana del cáncer

Un estudio reciente sugiere que unos diamantes sintéticos a escala nano, de sólo 4 a 5 nanómetros de diámetro, podrían ayudar a resaltar la presencia de un cáncer en etapa temprana, en las imágenes de resonancia magnética (RM).

Unos investigadores de la Universidad de Sídney (Australia) sometieron a los nano diamantes sintéticos a un proceso denominado hiperpolarización, en el cual los átomos presentes en el interior del diamante quedan alineados de tal manera que producen un aumento de 10.000 veces en la señal que puede ser recogida por los equipos de RM. Para superar los tiempos de relajación del spin, que son de por sí muy cortos (en general, de menos de 60 segundos) los investigadores hiperpolarizaron los nano-diamantes a temperaturas criogénicas sin el uso de radicales libres, extendiendo así los tiempos de relajación del giro a más de una hora.

Los investigadores sugieren que los tiempos extendidos obtenidos mediante la hiperpolarización podrían ampliar las aplicaciones ya establecidas para los nano-diamantes en las ciencias biológicas, tales como ser un marcador fluorescente de bajo costo o un sustrato inocuo para las células, para la administración de fármacos o de genes, por lo cual se pueden incluir también las capacidades teranósticas de los diamantes a escala nanométrica en el dominio de la RM hiperpolarizada. El estudio que describe esa nueva técnica se publicó el 9 de octubre de 2015 en la revista Nature Communications.

“Si se unen diamantes hiperpolarizados a las moléculas que se dirigen a un tumor, entonces podremos rastrear el movimiento de esas moléculas por el cuerpo”, dijo la autora principal del estudio, la estudiante de postgrado Ewa Rej, MSc, de la Facultad de Física de la Universidad de Sídney. “Este es un gran ejemplo de cómo la investigación en física cuántica aborda los problemas del mundo real, en este caso abriendo el camino para que podamos obtener imágenes y llegar a los tumores malignos mucho antes de que se conviertan en un peligro para la vida”.

“Los diamantes tienen características magnéticas que les permiten actuar como faros en los exámenes con resonancia magnética. Lograr que esos productos químicos se dirijan a ciertos tipos de cáncer y se liguen a ciertos tipos de receptores, es algo en lo cual hemos avanzado”, añadió el coautor del estudio, el profesor David Reilly, PhD. “Lo que hemos hecho ahora es desarrollar ese faro para obtener imágenes de esos objetivos en una resonancia magnética, con lo cual se ve en realidad que los tumores se iluminan, sin tener que abrir al paciente”.

Los nano diamantes tienen áreas superficiales relativamente grandes (gracias a lo cual pueden ligarse a una variedad de materiales diferentes), así como propiedades ópticas, mecánicas y térmicas notables y se ha demostrado que, cuando los nano diamantes se cargan uniéndoles ciertas moléculas, estas pueden penetrar la barrera hematoencefálica (BBB) que aísla el cerebro de la mayoría de riesgos.

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University of Sydney