Imágenes de complejos de europio que cambian su estructura al interactuar con una célula cancerosa. Crédito: Mengfei Wang, et al. Informes científicos. 22 de enero de 2024

El complejo de europio luminiscente soluble en agua permite evaluar el grado de malignidad en las células tumorales típicas del glioma.

Una parte importante de la elección del tratamiento contra el cáncer más adecuado es comprender la malignidad del tumor; Sin embargo, los métodos actuales para evaluar la malignidad de los tumores cerebrales son invasivos y conllevan un alto riesgo de complicaciones.

Investigación colaborativa dirigida por el profesor Yasuchika Hasegawa y el profesor Shinya Tanaka del Instituto de Diseño y Descubrimiento de Reacciones Químicas (WPI-ICReDD) en Universidad de Hokkaido Desarrolló un sistema de detección de cáncer no destructivo (Sistema de Posicionamiento Global) para evaluar el grado de malignidad de las células cancerosas de glioma típicas utilizando el compuesto de europio luminiscente soluble en agua. Este método podría conducir a pruebas no invasivas para identificar enfermedades malignas en los pacientes.

Micrografía confocal que muestra la emisión de luz roja de los complejos de europio dentro de las células típicas de glioma. El círculo blanco indica un charco de complejo de europio. Crédito: Mengfei Wang, et al. Informes científicos. 22 de enero de 2024

Pruebas de malignidad no invasivas

El equipo evaluó la malignidad del tumor introduciendo el compuesto de europio en un modelo de células que imitaban un glioma, un tipo común de tumor responsable de… 26,3% de los cánceres cerebrales (Fuente: Septros). Se probaron tres modelos de células diferentes que imitaban diferentes grados de malignidad, y los investigadores midieron los cambios en la vida útil de la característica emisión de luz roja del europio. Los investigadores descubrieron que durante las primeras tres horas después de la adición de europio, se produjeron mayores cambios en la duración de la emisión de luz en las células más malignas.

«La visualización de células cancerosas utilizando complejos luminiscentes se informó anteriormente, pero nuestra hipótesis era que las señales fotofísicas enviadas por estos complejos en las células cancerosas pueden reflejar información interna de las células cancerosas», dijo Hasegawa.

Miembros del equipo de investigación del Instituto de Diseño y Descubrimiento de Reacciones Químicas (WPI-ICReDD) de la Universidad de Hokkaido. De izquierda a derecha: Mengfei Wang, Masumi Tsuda, Shinya Tanaka, Yasuchika Hasegawa. Crédito: WPI-ICReDD

Avance en el análisis de tumores

Para lograr este resultado, los investigadores primero modificaron el compuesto de europio para que fuera soluble en agua y estable entre los organismos vivos. Aminoácidos En medio de cultivo celular. Tras la adición al medio de cultivo celular, el complejo de europio inicialmente forma un agregado consigo mismo. La interacción con las células cancerosas típicas hace que los agregados se descompongan en moléculas individuales, que luego son rápidamente absorbidas por las células. Este proceso promueve cambios estructurales en el complejo de europio, que provocan cambios en la vida útil de la emisión de luz roja del complejo.

Estas diferencias en la vida útil de las emisiones se atribuyen a la variación de la actividad tumoral y los procesos de crecimiento para diferentes grados de malignidad, que pueden causar diferentes cambios estructurales en diferentes escalas de tiempo en el complejo de europio. El equipo espera que el uso de este método pueda permitir la detección continua de la actividad tumoral y proporcionar a los médicos información esencial a la hora de determinar el tratamiento adecuado.

Tanaka explicó: “Los tumores cerebrales ocurren en 4,6 de cada 100.000 personas en Japón, y la tasa de supervivencia a cinco años es del 16 % para el glioblastoma tipo 4, que es un tipo agresivo de glioblastoma”. «El método de evaluación de malignidad que desarrollamos puede beneficiar a estos pacientes en el futuro».

Referencia: “Complejo luminiscente Eu(III) con estructura lábil como sistema de detección de cáncer humano para diagnosticar tumores cerebrales” 22 de enero de 2024, Informes científicos.
doi: 10.1038/s41598-023-50138-9