Nanotermometría para mejorar los tratamientos contra el cáncer

Excitación fototérmica de nanomateriales basados en oro: las nanopartículas absorben la radiación NIR (“near infrared”) que da lugar a un calentamiento local. Los rayos X actúan como sonda de la temperatura local. Crédito de la imagen: Nano Letters (ACS).

04.10.2021

Investigadores de IMDEA Nanociencia miden el calentamiento nanoscópico de nanopartículas basadas en oro y hallan variaciones significativas de temperatura en la vecindad de las partículas, en un pequeño volumen nanoscópico.

En los tratamientos de hipertermia, la temperatura se eleva por encima de los niveles fisiológicos para inducir la muerte de las células cancerosas. La aplicación local de la hipertermia es clave para el éxito del tratamiento y para reducir el daño en los tejidos sanos circundantes.A nivel de la nanoscala, ciertas nanopartículas sometidas a un estímulo exterior pueden actuar como nanocalentadores, es decir, como agentes útiles en los tratamientos de hipertermia para desencadenar un daño celular y/o inducir la liberación de fármacos de forma selectiva y muy precisa.

La optimización de la capacidad calorífica de las nanopartículas es un factor/parametro importante para ajustar el inicio del efecto terapéutico, ya que, en algunos casos, los efectos térmicos pueden producirse a través de un calentamiento local sin un aumento macroscópico de la temperatura. En la nanoscala, medir los detalles del calentamiento en el entorno de las nanopartículas es un reto; hasta ahora se han probado únicamente métodos indirectos. En su publicación en Nano Letters, la Dra. Ana Espinosa (IMDEA Nanociencia), el Dr. Álvaro Muñoz-Noval (Universidad Complutense de Madrid) y sus compañeros proponen la medición del calentamiento a nanoescala de las nanopartículas basadas en oro en condiciones de hipertermia utilizando la espectroscopia de absorción de rayos X como método nanotermométrico in situ y directo.

Los resultados revelan gradientes nanotérmicos significativos, es decir, altas variaciones de temperatura dentro de un pequeño volumen y evidencian una temperatura local nanoscópica significativamente mayor que las mediciones de temperatura global. Este método permite medir el calentamiento a escala nanométrica de todo tipo de partículas y sistemas sometidos a una exposición de hipertermia.

Este trabajo es un resultado del grupo de investigación de la Dra. Ana Espinosa en IMDEA Nanociencia y ha sido parcialmente financiado por el programa Atracción de Talento de la Comunidad de Madrid, la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), y el sello de Excelencia Severo Ochoa a IMDEA Nanociencia (2017-2021).

Referencia:

A. Espinosa et al. Photoactivated Nanoscale Temperature Gradient Detection UsingX‑ray Absorption Spectroscopy as a Direct NanothermometryMethod. Nano Lett. 21, 769 (2021).

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04477

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Source: IMDEA Nanociencia