Un metallo dell'era spaziale che faceva parte dell'asteroide che ha distrutto i dinosauri potrebbe fornire un nuovo metodo per trattare selettivamente i tumori del cancro usando la luce.

Scienziati dell'Università di Warwick in collaborazione con colleghi in Cina, Francia, La Svizzera e l'Università Heriot-Watt hanno sviluppato una tecnica che utilizza la luce per attivare un composto cancerogeno dell'iridio che attacca, per la prima volta, una fonte di energia vitale nelle cellule tumorali anche in caso di ipossia, aprendo in modo significativo la gamma di tumori che possono essere trattati con la tecnica.

La tecnica è dettagliata in un articolo pubblicato oggi (23 settembre 2019) in Chimica della natura e potrebbe portare a un altro strumento per i medici da utilizzare nella lotta contro il cancro, e potenzialmente anche vaccinare i pazienti contro futuri tumori.

La terapia fotodinamica (PDT) utilizza la luce per uccidere i tumori del cancro nel corpo attivando un composto chimico chiamato fotosensibilizzante, che crea specie che possono attaccare le cellule cancerose in presenza di luce. Usando questo metodo, i medici possono dirigere la luce verso regioni specifiche del tumore del cancro e risparmiare il tessuto normale dal danno.

I metodi attuali si basano principalmente sulla presenza di ossigeno e molti tumori sono "ipossici, " il che significa che sono carenti di ossigeno normale spesso a causa di scarse scorte di sangue. Il team internazionale di scienziati ha ora sviluppato un composto dell'iridio metallico che ucciderà le cellule tumorali in coltura anche quando la concentrazione di ossigeno è bassa.

La tecnica può trattare tutti i tumori in cui può essere somministrata la luce, e sarebbe particolarmente adatto per il trattamento della vescica, polmone, esofageo, tumori del cervello e della pelle. Sono circa 10, 000 casi di cancro alla vescica nel Regno Unito all'anno, di cui circa 5, 000 potrebbero trarre beneficio da questo tipo di trattamento.

Il professor Peter Sadler del Dipartimento di Chimica dell'Università di Warwick ha dichiarato:"Sempre nel trattamento del cancro, i medici stanno cercando di combattere la resistenza. I farmaci possono inizialmente uccidere le cellule tumorali, ma con trattamenti ripetuti le cellule diventano resistenti, imparano a modificare chimicamente il farmaco oa contrastarne il meccanismo d'azione. I ricercatori stanno cercando nuovi modi in cui la cellula cancerosa morirà. Se sono diventati resistenti ad altri farmaci antitumorali, potrebbero non essere resistenti a questo trattamento perché il modo in cui uccide le cellule tumorali è diverso.

"C'è un crescente interesse nel ridurre il più possibile gli effetti collaterali del trattamento del cancro e tutto ciò che può essere selettivo in ciò che mira a questo aiuterà. Il composto che abbiamo sviluppato non sarebbe affatto molto tossico, lo daremo alle cellule cancerose, concedi un po' di tempo per riprenderlo, poi lo irradieremo con la luce e lo attiveremmo in quelle cellule. Ci aspetteremmo che l'uccisione di quelle cellule cancerose avvenga molto rapidamente rispetto ai metodi attuali".

Una volta attivato dalla luce, il composto di iridio attacca il macchinario che produce energia nelle cellule tumorali - un coenzima vitale chiamato nicotinammide adenina dinucleotide (NADH) - e distrugge cataliticamente quel coenzima o lo trasforma nella sua forma ossidata. Ciò sconvolge il macchinario che produce energia in una cellula cancerosa e interrompe efficacemente la fonte di energia del tumore.

I nostri corpi hanno bisogno del coenzima nicotinammide adenina dinucleotide (NADH) per generare energia. Le cellule cancerose hanno un fabbisogno molto elevato di NADH, perché hanno bisogno di molta energia per dividersi e moltiplicarsi rapidamente.

I ricercatori hanno anche scoperto che il composto funziona ancora in presenza di ossigeno, convertendolo in un tipo di ossigeno "tossico" che ucciderà le cellule tumorali.

Il team di scienziati ha anche notato che quando le cellule cancerose muoiono, cambiano la loro chimica in modo tale da generare una reazione immunitaria nel corpo, quella che è nota come risposta immunoterapeutica. Ciò suggerisce che quelli trattati con questa tecnica potrebbero essere immunizzati contro l'attacco di quel cancro, e saranno oggetto di ulteriori approfondimenti in ricerche future.

Il professor Vas Stavros (Università di Warwick) ha commentato:"Il potere della luce di cambiare drasticamente la reattività delle molecole chimiche entro un millesimo di milionesimo di secondo può ora essere sfruttato per curare i tumori resistenti".

Il professor Martin Paterson (Heriot-Watt University) ha commentato:"Questa scoperta illustra il potere del calcolo moderno di comprendere gli effetti della luce sulle molecole chimiche per fornire ai farmaci del futuro meccanismi d'azione davvero unici".

Il professor Hui Chao (Sun Yat-Sen University) ha commentato:"Ora abbiamo un potenziale nuovo farmaco che non solo può uccidere selettivamente le cellule cancerose con normali forniture di ossigeno, ma anche cellule cancerose ipossiche che spesso resistono al trattamento con la terapia fotodinamica".

Il professor Peter Sadler ha aggiunto:"La capacità dei composti metallici di indurre una risposta immunogenica nel corpo che può vaccinare efficacemente una persona contro futuri attacchi di cancro è uno sviluppo entusiasmante. È molto speculativo, ma stiamo esaminando ulteriormente i segni distintivi di ciò.

"È importante sottolineare che siamo stati fortunati ad avere 3 giovani Fellow della Royal Society Newton International Fellow di grande talento nel nostro team che lavoravano a questo impegnativo progetto interdisciplinare, che innegabilmente contribuirà al futuro di questa ricerca di cruciale importanza".

L'iridio fu scoperto per la prima volta nel 1803, e il suo nome deriva dal latino per "arcobaleno". Della stessa famiglia del platino, è difficile, fragile, ed è il metallo più resistente alla corrosione al mondo. Di colore giallo, il suo punto di fusione è superiore a 2400° Celsius. È utilizzato nei satelliti e nei veicoli spaziali grazie alla sua resistenza agli ambienti estremi, e si crede comunemente che sia stato arricchito nella crosta terrestre da un meteorite che ha spazzato via i dinosauri 66 milioni di anni fa.