Una donna su otto negli Stati Uniti svilupperà il cancro al seno. Di quelli, molti subiranno un intervento chirurgico per rimuovere il tumore e in seguito richiederanno una sorta di ricostruzione del seno, spesso coinvolgendo impianti. Il cancro è un bersaglio sfuggente, anche se, e le cellule maligne ritornano per ben un quinto delle donne originariamente diagnosticate, secondo l'American Cancer Society.

Sarebbe possibile progettare materiali implantari che potrebbero ridurre il tasso di recidiva? Gli scienziati biomedici della Brown University segnalano alcuni progressi promettenti. Il team ha creato un impianto con una superficie "a letto di chiodi" su scala nanometrica che impedisce alle cellule cancerose di dimorare e prosperare. Realizzato in un comune polimero approvato a livello federale, l'impianto è il primo del suo genere, sulla base di una revisione della letteratura, con modifiche su scala nanometrica che causano una riduzione dell'architettura dei vasi sanguigni da cui dipendono i tumori del cancro al seno, attirando anche cellule mammarie sane.

"Abbiamo creato una superficie (impianto) con caratteristiche che possono almeno ridurre le funzioni cellulari (cancerose) senza dover usare chemioterapici, radiazione, o altri processi per uccidere le cellule tumorali, "ha detto Thomas Webster, professore associato di ingegneria e l'autore corrispondente sulla carta in Nanotecnologia . "È una superficie ospitale per le cellule mammarie sane e meno per le cellule mammarie cancerose".

Webster e il suo laboratorio hanno modificato varie superfici implantari per promuovere la rigenerazione dell'osso, cartilagine, pelle, e altre cellule. In questo lavoro, lui e Lijuan Zhang, uno studente del quarto anno laureato in chimica, ha cercato di rimodellare un impianto che potesse essere utilizzato nella chirurgia di ricostruzione del seno che non solo attraesse le cellule sane, ma anche respingesse eventuali cellule di cancro al seno persistenti. Il duo ha creato un calco su una lastra di vetro utilizzando perle di polistirene di 23 nanometri di diametro e acido polilattico-co-glicolico (PLGA), un polimero biodegradabile approvato dalla FDA e ampiamente utilizzato in ambito clinico, come i punti. Il risultato:un impianto la cui superficie era ricoperta di adiacenze, Brufoli alti 23 nanometri. La coppia ha anche creato superfici implantari PLGA con picchi di 300 e 400 nanometri per il confronto.

Nei test di laboratorio dopo un giorno, le superfici del picco di 23 nanometri hanno mostrato una diminuzione del 15% nella produzione di una proteina (VEGF) da cui dipendono le cellule endoteliali del cancro al seno, rispetto a una superficie implantare senza alcuna modifica della superficie. La superficie da 23 nanometri ha mostrato una maggiore riduzione della concentrazione di VEGF rispetto agli impianti modificati da 300 nanometri e 400 nanometri.

Non è chiaro il motivo per cui la superficie da 23 nanometri sembra funzionare meglio per scoraggiare le cellule del cancro al seno. Webster pensa che potrebbe avere a che fare con la rigidità delle cellule mammarie maligne. Quando entrano in contatto con la superficie irregolare, non sono in grado di avvolgersi completamente attorno ai contorni arrotondati, privandoli della capacità di ingerire i nutrienti vitali che permeano la superficie.

"Questo è per loro come una superficie di un letto d'unghie, " ha detto Webster.

"Immagino che picchi di superficie inferiori a 23 nanometri sarebbero ancora migliori, "Webster ha aggiunto, sebbene non esistano ancora perline di polistirolo di tali dimensioni. "Più riesci a spingere verso l'alto quella cellula cancerosa, più gli impedisci di interagire con la superficie."

La coppia ha anche scoperto che la superficie semisferica di 23 nanometri ha prodotto il 15% in più di cellule endoteliali del seno sane rispetto alla superficie normale dopo un giorno di test di laboratorio.

Webster e Zhang intendono indagare sul motivo per cui le superfici nanomodificate scoraggiano le cellule mammarie maligne, per creare caratteristiche superficiali che diano risultati migliori, e per determinare se possono essere utilizzati altri materiali.