"Misalnya, jika masalahnya adalah kanker usus besar, ini terdeteksi melalui endoskopi. Tapi endoskop secara harfiah hanya senter di ujung tongkat, jadi hanya akan memberikan informasi tentang struktur usus besar. Anda dapat melihat polip dan tahu perlu melakukan biopsi,” kata Zavaleta.
Jika tersedia alat pencitraan untuk melihat apakah polip bersifat kanker atau tidak, mungkin dokter tidak perlu mengambil polip itu.
Para peneliti lebih lanjut menjelaskan bahwa nanopartikel bergerak melalui pembuluh darah untuk mencari sel kanker. Ketika pewarna pewarna digunakan dengan nanopartikel, kontras pencitraan yang lebih sensitif dapat dilakukan pada sel kanker.
Untuk mencapai hal ini, tim menemukan sumber unik zat kontras optik dari pewarna dan pigmen pewarna rumah tangga. "Tinta optik" ini dapat dilampirkan ke nanopartikel penargetan kanker untuk meningkatkan deteksi dan lokalisasi kanker.
Baca Juga: Alat Tato Berusia 2.000 Tahun Ditemukan, Berasal dari Leluhur Pueblo
Pewarna dan pigmen ditemukan dari zat pewarna umum yang telah mendapat persetujuan dari Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat (FDA). Dengan persetujuan ini, tim berharap membuat penerapannya lebih mudah dan aman dalam praktik pencitraan.
Bagi Zavaleta, inspirasi muncul di tempat yang tidak biasa yaitu kelas animasi dengan seniman Pixar di Emeryville, California. Peneliti yang menikmati seni dan animasi ini tertarik dengan tinta dan cat yang dibawa para seniman ke kelas.
"Saya sedang berpikir tentang bagaimana cat berpigmen sangat tinggi ini, seperti cat air guas, dapat terlihat sangat cerah. Ini menimbulkan pertanyaan apakah cat ini memiliki sifat optik yang menarik," kata Zavaleta.
Ide itu membawanya ke seniman tato di dekat San Francisco, Adam Sky, yang juga bekerja dengan cat berwarna cerah. Ia menyemprotkan tinta tato ke setiap lubang pada plat reaksi yang dibawanya.
Plat berisi tinta itu dibawa ke pemindai Raman yang digunakan untuk mendeteksi nanopartikel penargetan tumor secara sensitif. Ia menemukan sidik jari spektral yang sangat menakjubkan yang dapat digunakan untuk membuat kode batang nanopartikel.
Baca Juga: Misteri 61 Tato di Tubuh Otzi, Mumi Manusia Es Berusia 5.300 Tahun
Namun, ada beberapa tantangan yang berhubungan dengan menggunakan nanopartikel untuk pencitraan. Salah satunya adalah efek toksisitas potensial karena retensi berkepanjangan di organ seperti hati dan limpa. Sehingga penting untuk mempertimbangkan nanopartikel yang dapat terurai secara hayati dan dapat menyatu dengan tubuh.
Tim Zavaleta kemudian mempertimbangkan pewarna makanan umum yang dapat digunakan untuk menerangi nanopartikel. Seperti pewarna yang digunakan pada permen warna-warni, misalnya Skittles dan M&Ms. Produk makanan berwarna cerah yang dikonsumsi manusia secara rutin ini telah dianggap aman oleh FDA.
Mereka mulai mengamati beberapa pewarna obat, kosmetik dan makanan yang disetujui FDA untuk melihat sifat optik di antara pewarna itu. Tim menemukan bahwa banyak pewarna yang disetujui FDA memiliki sifat optik menarik yang dapat dimanfaatkan untuk pencitraan.
Tim telah mengembangkan nanopartikel yang akan membawa agen pencitraan berpigmen tinggi ini sebagai "muatan." Zavaleta mengatakan partikel memiliki ukuran tertentu yang memungkinkan untuk secara pasif menembus ke dalam area tumor. Sebagian besar agen kontras pencitraan yang digunakan di klinik saat ini adalah pewarna molekul kecil.
“Dengan molekul kecil, Anda mungkin dapat melihat mereka menumpuk di area tumor pada awalnya, tetapi Anda harus cepat sebelum akhirnya meninggalkan area tumor untuk dikeluarkan," kata Zavaleta. Nanopartikel yang diciptakan tim ini cukup kecil untuk meresap, tetapi pada saat yang sama cukup besar untuk bertahan di tumor. Inilah yang disebut sebagai peningkatan permeabilitas dan efek retensi.
Nanopartikel juga dapat "dihiasi" dengan muatan pewarna yang lebih besar daripada agen pencitraan molekul kecil sebelumnya. Jika sekelompok pewarna digabungkan dalam nanopartikel, maka akan terlihat lebih cerah dan jelas. Ini seperti menggunakan sebungkus pewarna daripada hanya satu pewarna.
Zavaleta dan tim percaya jika rangkaian pewarna ini dikembangkan lagi maka dapat berdampak positif bagi pasien dan mengurangi tingkat kematian.