Nanotorch rechargeable
L'imagerie par luminescence après coup permet de suivre en temps réel les microrobots à base de cellules
Une nanosonde luminescente à rémanence ouvre de nouvelles perspectives pour l'imagerie des cellules vivantes. Comme le rapporte une équipe de chercheurs dans la revue Angewandte Chemie, leur nouvelle "nanotorche" peut rester luminescente pendant plus de dix jours après une seule excitation. Cela permet de suivre en temps réel les itinéraires empruntés par les microrobots dans le corps. En outre, elle peut être "rechargée" de manière non invasive avec de la lumière proche infrarouge (NIR) sans contact.
© Wiley-VCH
Les macrophages sont des cellules immunitaires importantes qui "mangent" les bactéries et participent à l'élimination des cellules cancéreuses. En outre, ils peuvent absorber des médicaments et les transporter dans les cellules, y compris les cellules tumorales. S'ils absorbent des nanoparticules magnétiques, les macrophages peuvent être guidés par un aimant vers une zone cible de l'organisme, telle qu'une tumeur. Cela permet aux "microrobots" macrophages de réduire les effets secondaires associés à la chimiothérapie.
Il serait utile de pouvoir suivre les microrobots dans le temps, au fur et à mesure qu'ils se déplacent dans l'organisme. Des techniques d'imagerie par fluorescence ont été envisagées, mais elles nécessitent une irradiation externe constante. Cela entraîne un niveau élevé de bruit de fond résultant de l'autofluorescence de nombreuses biomolécules. En outre, la profondeur de pénétration limitée de la lumière visible et UV à travers les tissus limite la profondeur de détection. Une alternative pourrait être l'utilisation de sondes qui peuvent être irradiées avant la procédure et produire une lumière rémanente. Cependant, les nanoparticules inorganiques qui produisent une lumière rémanente de longue durée présentent un risque de fuite des ions de métaux lourds, tandis que les composés organiques ne sont luminescents que pendant une courte période et ne peuvent pas être excités de manière répétée.
Une équipe de l'Institut des technologies avancées de Shenzhen, de l'Académie chinoise des sciences (Chine), en collaboration avec l'université de Koç (Turquie), a mis au point une "nanotorche rechargeable". Elle est composée de plusieurs éléments : des nanoparticules d'un précurseur d'une molécule organique luminescente, des photosensibilisateurs (un analogue hydrophobe du bleu de méthylène) et du polyéthylène glycol équipé de peptides pénétrant dans les cellules. Le photosensibilisateur absorbe la lumière proche infrarouge et excite les molécules d'oxygène environnantes. Cet oxygène singulet hautement réactif se lie alors au précurseur et forme un groupe dioxétane, un anneau à quatre membres composé de deux atomes d'oxygène et de deux atomes de carbone. Ce groupe subit un réarrangement qui libère la molécule luminescente souhaitée et émet un excès d'énergie en produisant de la luminescence. Après l'irradiation initiale, les nanotorches continuent à émettre de la lumière pendant dix jours.
Une fois épuisées, les nanotraceurs peuvent être rechargés "à distance" et rendus à nouveau luminescents par une irradiation externe à la lumière proche infrarouge, qui peut pénétrer profondément dans les tissus, et ce à plusieurs reprises. Pour ce faire, les quantités relatives de photosensibilisateur et de précurseur de molécule luminescente doivent être sélectionnées de manière à ce que seuls certains précurseurs soient activés à chaque irradiation. Cela permet de réaliser des images sur des périodes plus longues.
L'équipe chinoise dirigée par Pengfei Zhang, Ping Gong et Lintao Cai, en collaboration avec l'équipe turque dirigée par Safacan-Kolemen, a introduit ces nouveaux nanotraceurs dans des microrobots à base de macrophages et a pu suivre en temps réel, grâce aux signaux de luminescence, leur trajectoire guidée par un aimant à travers le corps des souris.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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