CIC biomaGUNE Molecular and Functional Biomarkers-gruppen har utvecklat en snabb, kostnadseffektiv, syntetisk mikrovågsmetod för att producera ultrasmå manganferritnanopartiklar som fungerar som avancerade, multimodala kontrastmedel vid magnetisk resonanstomografi (MRI) och positronemissionstomografi (PET). ); de har också intracellulär katalytisk aktivitet som ett resultat av vilken en aldrig tidigare skådad minskning av tumörtillväxt kan induceras, för material av denna typ, i en preklinisk modell av bröstcancer. Resultaten av denna forskning, publicerad av tidskriften Small , visa att dessa nanopartiklar har robusta egenskaper för nanobioteknologiska tillämpningar.

Ultrasmå manganferritnanopartiklar består av järn, mangan och syre; de är järnoxidpartiklar som mäter cirka 4 nanometer och har mangan integrerat i sin kristallstruktur. Traditionellt produceras dessa typer av partiklar med hjälp av tidskrävande organiska processer som kräver tråkiga reningsfaser. I dessa fall gjorde deras organiska beläggning det omöjligt för dem att användas i vattenhaltiga eller biologiska miljöer. Men genom att använda en snabb, mikrovågsassisterad metod i detta arbete, "kunde vi visa att det är möjligt att producera dessa vattenlösliga nanopartiklar som är redo att användas i celler såväl som i prekliniska studier, och som samtidigt är mycket effektiva som kontrastmedel för MRT och som katalas-härmare nanozymer. Dessutom tillåter denna syntes radioisotopmärkning för PET-avbildningskontraständamål, vilket breddar dess tillämpning inom bioavbildning", säger Susana Carregal, biträdande forskare vid CIC biomaGUNE och CIBERES.

I denna studie har Carregals forskargrupp bevisat "både in vitro och i prekliniska studier av bröstcancer att dessa nanopartiklar minskar väteperoxiden och ökar syrenivån inuti tumörcellerna. Dessa två små molekyler styr viktiga cellulära funktioner med direkta implikationer för uppkomsten av sjukdomar som lungfibros eller cancer, så dessa nanozymer kan användas i behandlingar där regleringen av dessa metaboliter är avgörande," förklarade Carregal.

Ett bibliotek av nanopartiklar med olika magnetiska och katalytiska egenskaper

Genom små förändringar har denna forskargrupp tagit fram ett bibliotek med 14 partiklar med olika magnetiska och katalytiska egenskaper:"Vi kan kontrollera mängden mangan vi för in i partiklarna utan att förändra egenskaper som laddning eller storlek, vilket är viktigt med respekt för till deras biosäkerhet och biodistribution i kroppen. Genom att justera mängden mangan kan vi få nanozymer att anta olika avbildnings- och katalytiska egenskaper", säger Dr. Carregal. På så sätt kunde det lämpligaste nanozymet väljas beroende på den valda applikationen.

"Det faktum att PET kan utföras samtidigt vid sidan av MRT och det faktum att partiklarna i sig uppvisar dämpning av tumörtillväxt är ett anmärkningsvärt framsteg. Detta hade inte setts tidigare. Partiklarna påverkade normalt inte tumörtillväxten på egen hand. ", sa Carregal. Dessa lovande applikationer öppnar upp nya vägar för utveckling av mer effektiva teranostiska medel (medel som utför både terapeutiska och diagnostiska funktioner). "I princip är detta en studie i ett preliminärt skede, det visar potentialen hos dessa material," tillade hon.

Forskaren insisterade på att "det är fortfarande en lång väg att gå. Även om vi har kommit fram till en mer effektiv och billigare syntetisk process, och vi har visat dess inverkan på cellbiologi, studiet av metaboliternas anpassningsmekanismer och långa - Term biosäkerhet skulle behöva utvecklas ytterligare."

Forskargruppen har tillhandahållit ett värdefullt verktyg inom området för nanozymer "tack vare inte bara deras katalytiska effektivitet, utan också till deras kombinerade användning som ett multimodalt kontrastmedel. Det återstår dock fortfarande mycket forskning att göra fram till deras potential räckvidden är bevisad i applikationer som kan påverka samhället", avslutade Carregal. + Utforska vidare

ROS-rensande nanozymer för antiinflammationsläkemedel