Súper resolver la nanopartícula secretada por el tumor

Light Publishing Center, Instituto de Óptica, Mecánica Fina y Física de Changchun, CAS

imagen: (a) Los sEV que llevan una distribución heterogénea de biomarcadores se liberan de la célula tumoral. (b) los sEV pueden capturarse en una placa recubierta de anticuerpos y etiquetarse con UCNP. ( c ) Los conjugados UCNP -EV detectados como puntos brillantes únicos con diferentes intensidades se pueden superresolver en nanoscopia de superresolución.ver más

Crédito: por Guan Huang, Yongtao Liu, Dejiang Wang, Ying Zhu, Shihui Wen, Juanfang Ruan, Dayong Jin

Se ha aceptado comúnmente que la tumorigénesis y la progresión del cáncer constituyen un proceso de varios pasos. El método más utilizado para el diagnóstico y pronóstico del cáncer para guiar las decisiones de tratamiento se basa en una combinación compleja de imágenes y biopsias de tejido invasivas. Sin embargo, los métodos no siempre son sensibles al diagnóstico de cáncer en etapa temprana. Las pequeñas vesículas extracelulares (sEV) son transportadores de lípidos bicapa de tamaño nanométrico y contienen una amplia variedad de cargas, incluidos lípidos, proteínas, metabolitos, ARN y ADN. Los sEV liberados de las células cancerosas originales existen en casi todos los fluidos corporales. Pueden convertirse en biomarcadores circulantes potenciales en biopsias líquidas, ya que reflejan de manera única los cambios biológicos dinámicos asociados con los tumores en crecimiento e indican las etapas de progresión del cáncer.

Las técnicas de microscopía de superresolución han surgido empujando la resolución más allá del límite de difracción hacia escalas nanométricas.

En un nuevo artículo publicado en eLight, un equipo de científicos, dirigido por el profesor Dayong Jin de la Universidad de Tecnología de Sydney, desarrolló una tecnología innovadora basada en amplificadores de señal nanoscópicos (LENS) dirigidos a EV dopados con lantánidos. Su artículo, "Nanopartículas de conversión ascendente para la cuantificación de superresolución de vesículas extracelulares pequeñas individuales", tiene un enorme potencial en el diagnóstico y pronóstico del cáncer.

El tipo de nanopartículas sintéticas de conversión ascendente (UCNP) tiene propiedades fotoconmutables no lineales. Permiten un nuevo tipo de nanoscopia de superresolución para lograr una resolución óptica inferior a 30 nm. El trabajo reciente del investigador con sondas nanofotónicas logró aún más la ultrasensibilidad en la detección cuantitativa de sEV. Estas sondas registraron casi tres órdenes de magnitud de sensibilidad mejor que el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) estándar.

Los investigadores mejoraron aún más la resolución de las imágenes para superresolver los biomarcadores de superficie en vehículos eléctricos individuales (Fig. 1). El enfoque se basa en el uso de sondas nanofotónicas uniformes, brillantes y fotoestables. Cada uno está altamente dopado con decenas de miles de iones lantánidos. En su experimento, los sEV se capturaron primero en un portaobjetos recubierto con anticuerpo CD9 y se intercalaron con un anticuerpo EpCAM biotinilado. Las nanosondas de conversión ascendente funcionalizadas con estreptavidina etiquetaron posteriormente el anticuerpo EpCAM para mejorar la señal. Las nanosondas en sEV individuales permiten un microscopio de súper resolución para la visualización bajo un rayo láser en forma de rosquilla. Una sola nanosonda en el medio del haz de la dona genera un patrón de emisión con una depresión donde se asienta la sonda. Como resultado, las dos nanosondas cercanas pueden superresolverse más allá del límite de difracción en nanoescala.

Los investigadores demuestran que se pueden lograr imágenes de súper resolución de sEV individuales utilizando una biblioteca de nanosondas de conversión ascendente dotadas con varios tipos y concentraciones variadas de emisores. Confirman que las nanosondas conjugadas con anticuerpos pueden dirigirse específicamente a la molécula de adhesión celular epitelial del epítopo tumoral (EpCAM) tanto en EV grandes como en SEV individuales (Fig. 2). Utilizando imágenes de superresolución, los investigadores pueden cuantificar el número específico de nanosondas en cada sEV. Han demostrado que es teóricamente posible analizar el tamaño de las nanosondas y el impedimento estérico en sEV individuales (Fig. 3).

eLuz

10.1186/s43593-022-00031-1

Descargo de responsabilidad: AAAS y Eurek Alert! no son responsables de la precisión de los comunicados de prensa publicados en EurekAlert! por instituciones contribuyentes o para el uso de cualquier información a través del sistema EurekAlert.