Ricercatori della Rice University, collaborando con gli investigatori del Baylor College of Medicine, hanno utilizzato due diversi tipi di tecnologie di imaging per monitorare la consegna di una nanoparticella terapeutica ai tumori al seno. I risultati di questo studio, che appaiono sul giornale Nano lettere , non solo dimostrare la capacità di creare e tracciare nanoparticelle multimodali nel corpo, ma forniscono anche preziose informazioni su come gli agenti mirati influiscono sul destino delle nanoparticelle complesse nel corpo.
Questo lavoro è stato condotto da Naomi Halas a Rice e Amit Joshi a Baylor. Il Dr. Halas è co-investigatore principale di una delle 12 Cancer Nanotechnology Platform Partnerships finanziate dalla National Cancer Institute Alliance for Nanotechnology in Cancer. Il dottor Joshi è un membro del Texas Center for Cancer Nanomedicine, uno dei nove Centers of Cancer Nanotechnology Excellence finanziati dalla National Cancer Institute Alliance for Nanotechnology in Cancer.
I ricercatori hanno condotto i loro studi utilizzando un nanoshell d'oro a cui hanno aggiunto nanoparticelle magnetiche di ossido di ferro incorporate in un sottile strato di biossido di silicio, seguito da uno strato di una molecola fluorescente nota come ICG e anticorpo mirato, ed infine uno strato di polietilenglicole (PEG) per rendere biocompatibile l'intero costrutto. Per colpire i tumori al seno, i ricercatori hanno utilizzato un anticorpo che riconosce la proteina di superficie HER2 presente su alcune forme di cancro al seno.
Dopo aver iniettato questa nanoparticella in topi portatori di tumori umani che sovraesprimono la proteina HER2, i ricercatori hanno utilizzato sia l'imaging nel vicino infrarosso che l'imaging a risonanza magnetica per seguire le particelle per le successive 72 ore. I livelli tumorali della nanoparticella hanno raggiunto il picco circa 4 ore dopo l'iniezione. In contrasto, c'era poco accumulo di nanoparticelle nei tumori quando iniettati in topi portatori di tumori che non sovraesprimono la proteina HER2. I risultati ottenuti quando gli animali sono stati ripresi utilizzando la risonanza magnetica differivano in quanto i livelli del tumore non raggiungevano il picco fino a 24 ore dopo l'iniezione.
I ricercatori hanno ipotizzato che i due risultati differissero perché l'imaging a fluorescenza rileva le nanoparticelle attaccate al bordo esterno del tumore mentre la risonanza magnetica rileva le nanoparticelle distribuite in tutta la massa tumorale. Il fatto che le nanoparticelle impieghino più tempo a diffondersi nel nucleo di un tumore piuttosto che legarsi semplicemente alla sua superficie spiegherebbe la discrepanza temporale. Ulteriori esperimenti hanno confermato che le nanoparticelle sono rimaste intatte durante l'esperimento.
