I ricercatori dell'Università di Buffalo hanno sviluppato una nuova tecnologia utilizzando punti quantici che dovrebbe avere importanti implicazioni per la ricerca e il trattamento della tubercolosi, così come altre malattie polmonari infiammatorie.

Un articolo apparso online in Nanomedicina:nanotecnologia, Biologia e Medicina poiché un articolo in stampa descrive la somministrazione specifica di un farmaco chemioterapico a cellule specifiche del polmone, in particolare i globuli bianchi alveolari, senza causare infiammazione acuta.
I punti quantici sono minuscole particelle semiconduttrici generalmente non più grandi di 10 nanometri che possono essere rese fluorescenti in diversi colori a seconda delle loro dimensioni. Gli scienziati sono interessati ai punti quantici perché sono un eccellente vettore e durano molto più a lungo dei coloranti convenzionali usati per etichettare le molecole, che di solito smettono di emettere luce in pochi secondi.

"La capacità di colpire cellule specifiche nel polmone senza esporre le cellule e i tessuti circostanti o gli organi distanti agli effetti dannosi dei farmaci è una strada entusiasmante da esplorare, " dice Krishnan V. Chakravarthy, dottorato di ricerca, un ricercatore nel programma congiunto MD/PhD della UB School of Medicine and Biomedical Sciences e autore principale del documento.

"Siamo stati in grado di dimostrarlo sia nelle cellule coltivate che negli animali, " continua. "La tecnologia è ancora agli inizi, ma essere in grado di condurre questi esperimenti nell'intero animale lo rende più promettente come applicazione clinica. L'obiettivo a lungo termine sarebbe quello di effettuare una somministrazione mirata di farmaci attraverso tecniche di aerosol, rendendolo adatto per l'uso clinico."

Ricercatori dell'Istituto di laser di UB, La fotonica e la biofotonica hanno fatto grandi progressi nell'uso dei punti quantici, a volte chiamati atomi artificiali, per costruire nuovi dispositivi per il rilevamento biologico e ambientale.

In questa ricerca, i punti quantici erano collegati alla doxorubicina, un farmaco chemioterapico antitumorale, mirare a cellule polmonari specifiche, noti come macrofagi alveolari (aMØ) che svolgono un ruolo critico nella patogenesi di varie lesioni polmonari infiammatorie.

"L'amØ è la cellula sentinella coinvolta nel dirigere le risposte immunitarie innate e adattative dell'ospite coinvolte nelle malattie polmonari infettive e non infettive come la BPCO, " osserva Chakravarthy. "Il ruolo centrale di aMØ in risposta alle influenze ambientali rende queste cellule un candidato ideale per la somministrazione mirata di farmaci per modulare la risposta immunitaria/infiammatoria".

Per testare la capacità della doxorubicina legata al punto quantico (QD-DOX) di ridurre l'infiammazione polmonare, i ricercatori hanno somministrato QD-DOX o doxorubicina da soli a ratti e topi e hanno valutato il danno al polmone. doxorubicina, un farmaco antitumorale di uso frequente, è noto per causare una varietà di risposte immunitarie dannose nei pazienti oncologici.

I risultati hanno mostrato che QD-DOX ha aumentato l'assorbimento del farmaco rispetto alla sola doxorubicina, e non ha causato una risposta proinfiammatoria così significativa come la sola doxorubicina. I ricercatori hanno anche dimostrato che il farmaco viene rilasciato dalla formulazione QD-DOX una volta che viene consegnato nella cellula bersaglio e mantiene ancora la sua bioattività.

"Sulla base di questi risultati, riteniamo che il collegamento di punti quantici con farmaci terapeutici possa avere un enorme potenziale per la diagnosi e il trattamento del danno polmonare rispetto ad altre formulazioni di nanoparticelle, e dovrebbe essere ulteriormente sviluppato per applicazioni di farmacoterapia polmonare, "dice Chakravarthy.