Monitoramento da marcação de células com nanopartículas magnéticas por imagens de ultrassom

• Processo: 22/14228-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Engenharia Médica
• Acordo de Cooperação: Delft University of Technology
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Theo Zeferino Pavan
• Beneficiário: Theo Zeferino Pavan
• Pesquisador Responsável no exterior: Martin Daniel Verweij
• Instituição Parceira no exterior: Delft University of Technology , Países Baixos
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Ribeirão Preto
• Pesquisadores associados: Antonio Adilton Oliveira Carneiro
• Vinculado ao auxílio: 21/06728-2 - Imagens fotoacústicas e ultrassônicas em aplicações teranósticas, AP.JP2
• Assunto(s): Ultrassom Nanopartículas magnéticas Células Fotoacústica Diagnóstico por imagem Contraste
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: célula | Imagem fotoacústica | imagem médica | Nanopartícula magnética | ultrassom | ultrassonografia com contraste | Ultrassom

Resumo

A nanomedicina no combate ao câncer tem sido o foco de pesquisas, pois abre a possibilidade de novas abordagens diagnósticas e terapêuticas para superar algumas desvantagens dos tratamentos convencionais. Por exemplo, para diminuir a resistência de tumores à quimioterapia e radioterapia e controlar os efeitos colaterais de drogas anticancerígenas. As nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (SPIO) são biocompatíveis e apresentam propriedades intrínsecas únicas, o que permite que sejam utilizadas em uma ampla gama de aplicações. Elas podem ser usadas como agentes de contraste em várias técnicas de imagem, agentes para rastreamento de células, transportadores para entrega de drogas direcionadas, como agentes terapêuticos e como biossensores. A ultrassonografia é uma técnica de imagem amplamente utilizada para fins de diagnóstico médico. Para obter imagens moleculares baseadas em ultrassom, as nanopartículas são frequentemente usadas como agentes de contraste molecular, pois são pequenas o suficiente para atravessarem as barreiras biológicas e então se acumularem na região doente. No entanto, a ultrassonografia não é adequada para a visualização direta de nanopartículas, uma vez que uma única nanopartícula ou mesmo um agrupamento de nanopartículas não permitem contraste adequado. Diferentes estratégias têm sido propostas para superar essa limitação; por exemplo, a imagem fotoacústica e a magnetoacustografia (MMUS). MMUS é uma técnica de imagem em que o ultrassom é usado para mapear a distribuição de nanopartículas magnéticas dentro dos tecidos, detectando microvibrações originadas da interação de nanopartículas com um campo magnético externo variável no tempo. Um desafio chave na imagem molecular é aumentar a sensibilidade para detectar a entrega e internalização de nanopartículas pelas células. Estudos recentes relataram a viabilidade do uso de técnicas de imagem fotoacústica e MMUS para detectar a endocitose de nanopartículas em células vivas. Isso foi alcançado porque nanopartículas SPIO acumuladas intracelularmente geraram uma amplificação não linear do sinal MMUS, enquanto o sinal fotoacústico não foi afetado pela entrega dos dessas nanopartículas. Portanto, a internalização de nanopartículas nas células foi avaliada analisando a relação entre as respostas fotoacústicas e MMUS. Um método para melhorar a entrega de nanopartículas às células, em locais específicos, envolve o uso de microbolhas de gás encapsuladas. Ao irradiar as microbolhas com ultrassom de onda contínua elas oscilam causando variação de pressão no meio circundante. Essa perturbação aumenta a captação de nanopartículas pelas células por meio de diferentes rotas, como sonoporação, endocitose aprimorada e abertura de contatos célula-célula. (AU)