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Los tumores cerebrales malignos son crecimientos cancerosos en el cerebro que tienen el potencial de diseminarse a otras partes del sistema nervioso central (SNC). Los tumores cerebrales son altamente invasivos y tienen consecuencias devastadoras, mal pronóstico y bajas tasas de supervivencia.
![Nanoplataformas en el tratamiento por imagen de tumores cerebrales](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_39682_16632616622676164.jpg)
Estudio: nanoteranósticos multifuncionales para el tratamiento guiado por imágenes de infrarrojo cercano de tumores cerebrales. Fuente de la imagen: peterschreiber.media/Shutterstock.com
Recientemente, las técnicas no invasivas de imágenes fotoacústicas y de fluorescencia del infrarrojo cercano han mostrado una amplia gama de aplicaciones en el diagnóstico de tumores cerebrales con alta resolución espacio-temporal, penetración profunda y buena sensibilidad. Por lo tanto, estas técnicas de imagen se han utilizado para guiar la terapia de tumores cerebrales en tiempo real con alta eficiencia y precisión.
Un artículo publicado en la revista Advanced Drug Delivery Reviews presentó un resumen de los agentes de contraste (CA) de infrarrojo cercano de última generación y las terapias de imagen óptica para la imagen de tumores cerebrales. Finalmente, se discutieron las oportunidades y desafíos asociados con el uso de CA y nanotheranostics para la traducción clínica futura.
Imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano de tumores cerebrales
El tumor cerebral es una neoplasia intracraneal en el cerebro o el canal espinal central. La división celular anormal y descontrolada, generalmente en el cerebro que involucra neuronas o células gliales, u ocasionalmente en los tejidos linfoides, vasos sanguíneos y otros, es la causa principal de la formación de tumores cerebrales primarios. La mayoría de los tumores cerebrales en adultos son tumores secundarios o metastásicos, es decir, cánceres que se localizan principalmente en otros órganos y pueden extenderse al cerebro y dar lugar a tumores cerebrales.
El diagnóstico de tumores cerebrales es el paso crítico para curar la enfermedad de manera efectiva y depende en gran medida de los avances en la tecnología de imágenes moleculares. Aunque se han estudiado varias modalidades de imágenes, incluidas la resonancia magnética nuclear (RMN), la tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía computarizada (TC), para detectar tumores cerebrales, estas modalidades tienen varias limitaciones.
En este sentido, la imagen por fluorescencia es una técnica basada en la fluorescencia, la absorción, la bioluminiscencia y la reflexión resultantes de varios nanomateriales fluorescentes utilizados para visualizar las microestructuras cerebrales y controlar la progresión del tumor.
No obstante, la eficacia y la seguridad de las imágenes de fluorescencia que utilizan luz visible para imágenes de fluorescencia mostraron una penetración de luz limitada y dieron como resultado interacciones reducidas entre la luz y el tejido. La luz del infrarrojo cercano (longitud de onda: 650-900 nanómetros) tiene varias ventajas sobre la luz visible, incluida una penetración más profunda en los tejidos debido a una menor absorción por parte de la hemoglobina y el agua, y menos autofluorescencia del tejido circundante. En consecuencia, ha surgido una nueva área de aplicación de imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano para la detección y el tratamiento de tumores cerebrales.
Las imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano de tumores cerebrales son un campo en crecimiento para aplicaciones preclínicas y clínicas en el manejo clínico debido a sus propiedades ventajosas, que incluyen alta resolución espacial, portabilidad, visualización en tiempo real y perfil molecular detallado con el uso multiplexado de sondas fluorescentes.
Del mismo modo, la imagen fotoacústica del infrarrojo cercano (PAI) es una técnica de imagen no invasiva que utiliza ondas sonoras como fuente de emisión. Combina las ventajas de las energías ultrasónica y óptica para realizar imágenes biológicas con una penetración profunda en los tejidos. Esto hace que PAI sea una técnica diagnóstica prometedora.
Tratamiento de tumores cerebrales guiado por imágenes ópticas de infrarrojo cercano
La terapia de tumores cerebrales guiada por imágenes ópticas de infrarrojo cercano se ha utilizado en teranóstica. Se han demostrado varias funciones terapéuticas utilizando imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano y PAI.
A pesar de los avances alentadores, quedan varios obstáculos en la transición de las modalidades de imágenes ópticas a las aplicaciones clínicas. Dado que la seguridad es la principal preocupación en la implementación clínica de la nanomedicina, los nanoteranósticos y las nanosondas se someten a diversas modificaciones superficiales utilizando polímeros biocompatibles para reducir su toxicidad.
Las imágenes de fluorescencia del infrarrojo cercano y PAI han ayudado mucho en el diagnóstico del cáncer. Sin embargo, la presencia del cráneo y el cuero cabelludo compromete la calidad de la luz y las imágenes de los tumores cerebrales. Esto sugiere que la segunda región del infrarrojo cercano (NIR-II) puede aumentar la penetración y la profundidad del tejido al tiempo que reduce la dispersión de la luz y mejora la relación señal-ruido. En consecuencia, también se pueden diagnosticar tumores cerebrales profundos.
Los CA con movimiento de estado excitado intramolecular tienen buenas perspectivas para ajustar el equilibrio entre el decaimiento radiativo y no radiativo en las imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano de modo dual, o PAI. Las CA de imágenes de fluorescencia del infrarrojo cercano, incluidos los colorantes orgánicos, los puntos de polímeros semiconductores, la emisión luminosa inducida por agregación y las sondas inorgánicas (puntos cuánticos y nanopartículas de tierras raras), se han estudiado para el diagnóstico de tumores cerebrales.
Conclusión
En general, las modalidades de imágenes ópticas multimodales pueden reducir las tasas de diagnóstico erróneo de tumores cerebrales y proporcionar información funcional y anatómica. Además, la orientación por imágenes basada en la teranóstica y el tratamiento combinado pueden mejorar los resultados del tratamiento del tumor cerebral y reducir los efectos secundarios.
Además, las nanopartículas de tamaño inferior a 5 nanómetros favorecen la excreción renal y reducen la toxicidad durante el tratamiento. Por lo tanto, la producción de nanomateriales biodegradables, seguida de evaluaciones de toxicidad, puede aumentar el éxito del tratamiento clínico.
En los tumores cerebrales, la barrera hematoencefálica restringe la entrada de nanoagentes en el tejido cerebral. En este sentido, los péptidos con capacidades de orientación y soporte de ultrasonido enfocado (FUS) pueden ayudar a administrar nanoagentes a los tumores cerebrales para el diagnóstico y la terapia.
Relación
Zhang, L. et al. (2022). Nanoterapia multifuncional para el tratamiento de tumores cerebrales guiado por imágenes de infrarrojo cercano. Revisiones avanzadas de administración de medicamentos. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169409X22004264?via%3Dihub
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