Una sonda de inteligencia artificial para ayudar a ver la malignidad del tumor

La identificación de tumores malignos juega un papel esencial en el manejo clínico del cáncer. Actualmente, la biopsia es el estándar de oro para la identificación de malignidad en la mayoría de los casos de tumores; sin embargo, es invasiva que puede causar una gran incomodidad a los pacientes y potencialmente aumentar el riesgo de metástasis a distancia debido al complejo proceso de muestreo. Con el desarrollo de sondas de imágenes moleculares, se han utilizado enfoques de imágenes médicas no invasivas, como imágenes por resonancia magnética (MRI), imágenes de fluorescencia (FI), tomografía computarizada y ultrasonido, etc., para el diagnóstico de tumores no invasivos. Sin embargo, la mayoría de las estrategias de diagnóstico por imágenes a menudo dependen de sondas de diagnóstico por imágenes que carecen de especificidad para la identificación de tumores malignos.

Teniendo en cuenta que la muerte celular necrótica y el ion potasio sobreexpresado (K⁺) los canales son las principales características de los tumores malignos, pero no de los benignos, el K extracelular⁺ la concentración es significativamente elevada en el microambiente del tumor maligno en comparación con el del tejido benigno. Con base en esto, una nueva investigación dirigida por el Prof. Daishun Ling de la Universidad Jiao Tong de Shanghai informó un K⁺-Sonda de imágenes de modo dual sensible (KDMN) para realizar imágenes de tumores en tiempo real mientras se identifica la malignidad.

El KDMN consta de K óptico⁺ indicadores incrustados en nanopartículas de sílice mesoporosas magnéticas, que posteriormente se recubren con una K⁺-Membrana selectiva que permite exclusivamente el paso de K.⁺ excluyendo otros cationes. Los KDMN ofrecen un efecto de contraste MR superior y K⁺-rendimiento FI específico. Además, la resonancia magnética mejorada con KDMN confiere señales atenuadas en los sitios del tumor para una detección eficaz del tumor. Mientras tanto, K basado en KDMN⁺-FI sensible proporciona una diferencia significativa en las señales de fluorescencia entre tumores malignos y benignos porque hay una K extracelular elevada⁺ concentración en el microambiente del tumor maligno. En particular, la integración de IRM y FI basados ​​en KDMN a través de un circuito lógico en cascada ha logrado con éxito la autoconfirmación de los resultados de imágenes de modo dual, lo que permite obtener imágenes confiables y precisas de tumores malignos.

El estudio fue publicado recientemente en Revista Nacional de Ciencias. El primer autor es el Dr. Qiyue Wang, y los autores correspondientes son el Prof. Daishun Ling de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y el Prof. Fangyuan Li de la Universidad de Zhejiang. «Esta es la primera demostración de un K⁺-Sensor de imágenes de modo dual sensible para el diagnóstico cruzado de MRI/FI de malignidad tumoral», dijo el profesor Ling. «Y esta estrategia de imágenes lógicas en cascada ‘Y’ sensible a los iones allanaría el camino para el desarrollo de la próxima generación sondas de imagen para un diagnóstico altamente sensible y preciso de enfermedades asociadas a la dishomeostasis iónica».