Un nuovo studio ha dimostrato che l'aggiunta di nanotubi di nitruro di boro alla superficie delle cellule tumorali può raddoppiare l'efficacia dell'elettroporazione irreversibile, un trattamento minimamente invasivo per i tumori dei tessuti molli nel fegato, polmone, prostata, testa e collo, rene e pancreas. Sebbene questa ricerca sia nelle primissime fasi, potrebbe un giorno portare a migliori terapie per il cancro.

Lo studio è stato condotto da ricercatori in Italia presso l'Istituto di Scienze della Vita, Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa con BNNT forniti dai ricercatori del Langley Research Center della NASA, il Thomas Jefferson National Accelerator Facility del Department of Energy e il National Institute of Aerospace.

L'elettroporazione irreversibile è una nuova terapia per i tumori difficili da trattare nei tessuti molli. È offerto in molti centri di trattamento del cancro negli Stati Uniti, ed è in fase di studio per l'efficacia su un'ampia varietà di tumori specifici. I ricercatori dell'Istituto di scienze della vita hanno iniziato a sperimentare con i BNNT per vedere se i nanotubi potevano rendere il trattamento più efficace.

"L'elettroporazione irreversibile è un modo per praticare dei buchi nella parete di una cellula tumorale, " ha detto Michael W. Smith, capo scienziato presso BNNT, LLC e precedentemente uno scienziato del personale del Langley Research Center della NASA.

Smith ha spiegato che quando si pratica un foro di dimensioni adeguate nel muro di una cella, la cellula reagisce in modo prevedibile. Sebbene l'esatto meccanismo non sia stato individuato, i ricercatori sospettano che un tale buco potrebbe innescare il suicidio cellulare. "La cellula andrà letteralmente, Oh, qualcosa è terribilmente sbagliato, e si uccide. Si chiama apoptosi, " Ha aggiunto.

Smith ha letto delle sperimentazioni del ricercatore italiano con i BNNT in una rivista, e ha offerto ai ricercatori un campione di Jefferson Lab/NASA Langley/NIA BNNT di altissima qualità. Questi BNNT sono altamente cristallini e hanno un diametro ridotto. Strutturalmente, contengono anche poche pareti con minimi difetti, e sono molto lunghi e altamente flessibili.

I ricercatori italiani hanno prima sospeso i BNNT in glicole-chitosano, un tipo di soluzione di sapone biologico, e ha fatto saltare i tubi con onde sonore per tagliarli in pezzi più piccoli. La soluzione, contenenti quantità variabili di BNNT, è stato quindi scaricato su gruppi di cellule di carcinoma epiteliale umano (noto anche come cellule HeLa) in laboratorio per vedere se i BNNT da soli avrebbero ucciso le cellule. I ricercatori hanno determinato la quantità di BNNT che hanno ucciso circa il 25% delle cellule tumorali in 24 ore.

I ricercatori hanno quindi esposto le cellule HeLa a quella quantità di BNNT in soluzione e hanno scaricato le cellule con 160 Volt di elettricità, che era la tensione suggerita dal fornitore del dispositivo di elettroporazione e corrisponde a un campo elettrico di 800 Volt per centimetro. I ricercatori hanno anche trattato le cellule tumorali non esposte con lo stesso voltaggio.

Hanno scoperto che il metodo di trattamento dell'elettroporazione irreversibile ha ucciso il doppio delle cellule tumorali con BNNTs (88 percento) sulla superficie cellulare rispetto a senza (40 percento).

"Hanno potuto ottenere, in una capsula di Petri, più del doppio dell'efficacia. Così, questa tecnica funziona due volte meglio con i nostri nanotubi sulle cellule che senza di essi. Questo è un grosso problema, perché puoi usare molta meno tensione o uccidere molte più celle, " ha detto Smith.

Smith e il suo collega, Kevin Giordano, un ingegnere dello staff Jefferson Lab e capo ingegnere presso BNNT, LLC, ha detto che i BNNT hanno una lunga lista di potenziali usi.

"I ricercatori di tecnologia affermano che questi nanotubi hanno applicazioni energetiche, applicazioni mediche e applicazioni aerospaziali, " ha detto Giordano.

I ricercatori stanno ora tentando di aumentare il processo di produzione, migliorando anche la purezza dei BNNT. Il loro scopo è essere in grado di produrre grandi quantità di tubi per l'esplorazione dell'intera gamma di potenziali applicazioni.

Ad esempio, i ricercatori italiani avranno bisogno di più BNNT di alta qualità per continuare i loro studi sui topi. Il passaggio a questo passaggio successivo è promettente, ma la ricerca è ancora agli inizi, e c'è ancora molta strada da fare prima che la tecnica venga presa in considerazione per l'uso in clinica per curare il cancro.

I ricercatori del Langley Research Center della NASA, il Thomas Jefferson National Accelerator Facility del Department of Energy e il National Institute of Aerospace hanno creato una nuova tecnica per sintetizzare nanotubi di nitruro di boro di alta qualità (BNNT). Il metodo a vapore/condensatore pressurizzato (PVC) è stato sviluppato con il laser a elettroni liberi di Jefferson Lab ed è stato successivamente perfezionato utilizzando un laser di saldatura commerciale. In questa tecnica, il raggio laser colpisce un bersaglio all'interno di una camera riempita di gas azoto. Il raggio vaporizza il bersaglio, formando un pennacchio di gas boro. un condensatore, un filo metallico raffreddato, viene inserito nel pennacchio di boro. Il condensatore raffredda il vapore di boro mentre passa, provocando la formazione di goccioline di boro liquido. Queste goccioline si combinano con l'azoto per autoassemblarsi in BNNT.

La ricerca è stata pubblicata online prima della stampa sulla rivista Tecnologia nella ricerca e nel trattamento del cancro .