Las mitocondrias, como centro energético y núcleo de la regulación de la apoptosis celular, constituyen objetivos importantes para el tratamiento preciso de los tumores. La administración directa de fármacos o ácidos nucleicos a las mitocondrias puede inducir eficazmente la muerte de las células tumorales y superar la resistencia a los fármacos. Sin embargo, las nanopartículas deben atravesar múltiples barreras biológicas in vivo para llegar a las mitocondrias. Por lo tanto, es crucial desarrollar nanomateriales dirigidos a las mitocondrias que puedan atravesar eficazmente múltiples barreras. nanopartículas de oro Se consideran una plataforma ideal para la terapia dirigida a las mitocondrias debido a su estructura estable, excelente rendimiento fototérmico y fácil modificación de la superficie. Sin embargo, actualmente existe una falta de estudios comparativos sistemáticos a nivel subcelular in vivo.

El 17 de febrero de 2026, la revista Advanced Materials informó que los investigadores han desarrollado un sistema de cribado in vivo de alto rendimiento basado en códigos de barras de ADN, que puede evaluar simultáneamente la distribución de múltiples nanopartículas de oro a nivel de órgano, tipo de célula y mitocondrial, logrando un cribado rápido de bibliotecas de materiales.

El estudio verificó primero la estabilidad y confiabilidad del sistema de código de barras de ADN in vitro. Seis nanopartículas de oro modificadas con PEG/TPP mantuvieron la estabilidad del código de barras bajo diferentes condiciones de pH, entorno sérico y oscilación, sin afectar la captación celular ni la localización mitocondrial. Posteriormente, la investigación se amplió a una biblioteca de materiales que contenía 30 tipos de nanopartículas de oro, que abarcaban cinco morfologías (esfera, varilla, triángulo, cubo, bipirámide), dos tamaños (40/80 nm) y tres tipos de ligandos de direccionamiento tumoral (FA, HA, RGD). Al inyectar una biblioteca de materiales mixtos en modelos tumorales subcutáneos, in situ y contralaterales, los investigadores obtuvieron más de 1000 datos in vivo a nivel tisular, de subpoblación celular y mitocondrial.

Los resultados mostraron que la capacidad de dirigirse a las mitocondrias está altamente correlacionada con la acumulación tumoral, y que un solo factor (morfología, tamaño o ligando) no es suficiente para determinar la expresión final, sino que intervienen múltiples parámetros. Los dos tipos de materiales con mejor rendimiento son los cubos de gran tamaño (CL-FA) y las partículas esféricas de gran tamaño (PL-FA).

En la validación del tratamiento, los investigadores seleccionaron CL-FA como material candidato, cargado con siATP6 dirigido a las mitocondrias, y lo combinaron con una terapia fototérmica suave (aproximadamente 47-48 °C). Los resultados mostraron que un solo tratamiento puede lograr una supresión tumoral del 99 %, acompañada de un daño mitocondrial significativo, una disminución de los niveles de ATP y un aumento de la apoptosis celular. Al mismo tiempo, los macrófagos asociados a tumores (TAM) se transforman de M2 inmunosupresores a M1 inmunoactivados, remodelando el microambiente inmunitario del tumor. Tanto el análisis histológico como el seguimiento del peso indican que esta estrategia de tratamiento presenta una buena seguridad.

Esta plataforma no solo puede utilizarse para la detección rápida de materiales dirigidos a las mitocondrias, sino también para analizar el comportamiento de las nanopartículas en diferentes subpoblaciones celulares, lo que proporciona una herramienta poderosa para la nanomedicina de precisión.
Título del artículo: Análisis subcelular in vivo de alto rendimiento de nanopartículas de oro para la focalización mitocondrial de tumores