(PhysOrg.com) -- I chimici della Rice University hanno trovato un modo per caricare più di 2 milioni di minuscole particelle d'oro chiamate nanobarre in una singola cellula cancerosa. La svolta potrebbe accelerare lo sviluppo di trattamenti contro il cancro che utilizzerebbero nanotubi come minuscoli elementi riscaldanti per cuocere i tumori dall'interno.

La ricerca appare online questa settimana sulla rivista chimica Angewandte Chemie Edizione Internazionale .

"Le cellule del cancro al seno che abbiamo studiato erano così cariche di nanobarre d'oro che le loro masse sono aumentate in media di circa il 13%, " ha affermato il leader dello studio Eugene Zubarev, professore associato di chimica alla Rice. "Sorprendentemente, le cellule hanno continuato a funzionare normalmente, anche con tutto questo oro dentro."

Sebbene l'obiettivo finale sia uccidere il cancro, Zubarev ha affermato che la strategia è quella di fornire particelle non tossiche che diventano mortali solo quando vengono attivate da un laser. I nanorod, che hanno le dimensioni di un piccolo virus, può raccogliere e convertire la luce altrimenti innocua in calore. Ma poiché ogni nanobarra irradia un minuscolo calore, molti sono necessari per uccidere una cellula.

"Idealmente, desideri utilizzare un laser a bassa potenza per ridurre al minimo i rischi per i tessuti sani, e più particelle riesci a caricare all'interno della cella, più basso è possibile impostare il livello di potenza e il tempo di irradiazione, " disse Zubarev, un ricercatore presso la BioScience Research Collaborative (BRC) di Rice.

Sfortunatamente, gli scienziati che studiano i nanotubi d'oro hanno trovato difficile caricare un gran numero di particelle nelle cellule viventi. Per i principianti, i nanorod sono oro puro, il che significa che non si dissolveranno in soluzione a meno che non vengano combinati con qualche tipo di polimero o tensioattivo. Il più comunemente usato di questi è il bromuro di cetiltrimetilammonio, o CTAB, una sostanza chimica saponosa spesso utilizzata nel balsamo per capelli.

CTAB è un ingrediente chiave nella produzione di nanobarre, quindi gli scienziati hanno spesso fatto affidamento su di esso per rendere solubili in acqua i nanotubi. CTAB svolge questo lavoro rivestendo la superficie dei nanotubi più o meno allo stesso modo in cui il sapone avvolge e dissolve le gocce di grasso nell'acqua dei piatti. I nanorod incapsulati in CTAB hanno anche una carica positiva sulle loro superfici, che incoraggia le cellule a ingerirli. Sfortunatamente, CTAB è anche tossico, che lo rende problematico per le applicazioni biomediche.

Nella nuova ricerca, Zubarev, Lo studente laureato della Rice Leonid Vigderman e l'ex studente laureato Pramit Manna, ora presso Applied Materials Inc., descrivere un metodo per sostituire completamente CTAB con una molecola strettamente correlata chiamata MTAB che ha due atomi aggiuntivi attaccati a un'estremità.

Gli atomi aggiuntivi - uno zolfo e un idrogeno - consentono a MTAB di formare un legame chimico permanente con nanotubi d'oro. In contrasto, CTAB si lega più debolmente ai nanotubi e ha la tendenza a fuoriuscire di tanto in tanto nei media circostanti, che si ritiene sia la causa alla base della tossicità dei nanorod incapsulati nel CTAB.

Ci è voluto Zubarev, Vigderman e Manna diversi anni per identificare la strategia ottimale per sintetizzare MTAB e sostituirlo con CTAB sulla superficie dei nanorod. Inoltre, hanno sviluppato un processo di purificazione in grado di rimuovere completamente ogni traccia di CTAB da una soluzione di nanotubi.