Un team di ricerca dell'Istituto Nazionale per la Scienza dei Materiali ha sviluppato una nuova rete di nanofibre in grado di realizzare contemporaneamente la termoterapia (ipertermia) e la chemioterapia (trattamento con farmaci antitumorali) dei tumori. Usando questa rete di nanofibre, il team è riuscito a indurre in modo efficiente la morte naturale (apoptosi) delle cellule tumorali epiteliali.

Il carcinoma a cellule squamose (SCC) è un tumore maligno epiteliale, e si trova in molti tessuti. Per esempio, Si pensa che il SCC rappresenti oltre il 90% dei tumori esofagei, oltre l'80% dei tumori del collo dell'utero, e più del 30% dei tumori polmonari. Sebbene la chirurgia, radioterapia, e la chemioterapia sono ora tre principali metodi terapeutici in base alle fasi dei tumori, oltre a questi metodi, Anche la termoterapia ha attirato grande attenzione negli ultimi anni. Questo perché è possibile indurre l'estinzione delle cellule cancerose con il calore, poiché le cellule cancerose sono relativamente suscettibili al calore rispetto alle cellule normali. È stato anche scoperto che la termoterapia aumenta l'effetto dei farmaci antitumorali se usati in combinazione con la chemioterapia. Però, quando si applica effettivamente la termoterapia e si somministrano farmaci antitumorali, le due terapie indipendenti devono essere applicate separatamente, e fino ad ora, un controllo preciso per realizzare il trattamento nello stesso momento e nella stessa posizione era stato difficile.

In questa ricerca, il team guidato dal Dr. Ebara ha superato questo problema ed è riuscito a sviluppare un metodo per eseguire contemporaneamente la termoterapia e la chemioterapia dei tumori epiteliali maligni. Il team ha sviluppato un materiale a rete che viene applicato direttamente sulla parte interessata, ed è un materiale ibrido che combina un polimero termosensibile, nanoparticelle magnetiche, e farmaci antitumorali. Sebbene le tecniche di termoterapia magnetica che somministrano nanoparticelle magnetiche direttamente nel corpo siano state sviluppate in precedenza, la difficoltà di maneggiare le nanoparticelle e le preoccupazioni per quanto riguarda la sicurezza delle stesse nanoparticelle magnetiche sono i problemi. La rete in nanofibra sviluppata è facile da maneggiare e può essere utilizzata anche in chirurgia endoscopica, ecc. Inoltre, perché le particelle magnetiche contenute nelle fibre esistono stabilmente, la diffusione nel corpo è ridotta al minimo. Per questa ragione, si ritiene che il metodo sviluppato offra una sicurezza maggiore rispetto ai metodi in cui le particelle magnetiche vengono somministrate direttamente.

Poiché la rete di nanofibre contiene nanoparticelle magnetiche, che sono una sostanza autoriscaldante, è possibile riscaldare le fibre applicando un campo magnetico alternato. Per di più, il polimero termosensibile si contrae in risposta al calore generato dalle nanoparticelle magnetiche, consentendo il rilascio dei farmaci antitumorali contenuti nella rete di nanofibre. Quando l'attività antitumorale di questa fibra è stata studiata utilizzando un ceppo di cellule di melanoma umano, si è riscontrato che il controllo ON-OFF dell'induzione dell'apoptosi delle cellule cancerose era possibile applicando un campo magnetico alternato. Nel 21° secolo, è necessario il controllo spazio-temporale del trattamento delle malattie. Questo è, dovrebbe essere possibile somministrare farmaci, ecc. in tempi e luoghi arbitrari. Poiché la rete in nanofibra di nuova concezione consente il controllo ON-OFF simultaneo del riscaldamento della parte interessata e del rilascio del farmaco, semplicemente applicando uno stimolo esterno, è considerato un importante progresso nello sviluppo di materiali terapeutici di nuova generazione per la medicina del 21° secolo.

Questo risultato della ricerca era stato annunciato nel bollettino online della rivista scientifica Materiali funzionali avanzati il 14 giugno, 2013.