(Phys.org) - Negli ultimi anni è cresciuta l'eccitazione intorno al potenziale delle nanoparticelle mirate (NP) che possono essere controllate da stimoli esterni al corpo per la terapia del cancro. Più specificamente, c'è stata una notevole attenzione intorno alla luce nel vicino infrarosso (NIR) come metodo ideale per stimolare le nanoparticelle dall'esterno del corpo. Il NIR è minimamente assorbito dalla pelle e dai tessuti, ha la capacità di penetrare nei tessuti profondi in modo non invasivo e l'energia della luce NIR può essere convertita in calore da nanomateriali d'oro per un'efficace ablazione termica del tessuto malato.
In una nuova ricerca del Brigham and Women's Hospital (BWH), i ricercatori descrivono il design e l'efficacia di un autoassemblato, multifunzionale, Nanobarre d'oro sensibili al NIR che possono fornire un farmaco chemioterapico specificamente mirato alle cellule tumorali e rilasciare selettivamente il farmaco in risposta a un raggio di luce esterno mentre creano calore per un'efficacia antitumorale sinergica termo-chemio mediata. Lo studio è pubblicato elettronicamente in Angewandte Chemie Edizione Internazionale .
"Il design di questo nanorod d'oro e il suo autoassemblaggio sono stati ispirati dalla natura e dalla capacità di filamenti complementari di DNA di ibridarsi da soli senza imporre loro complicati processi chimici, " ha spiegato Omid Farokhzad, dottore, un anestesista e Direttore del Laboratorio di Nanomedicina e Biomateriali presso BWH, e autore senior di questo studio. "Ogni filamento di DNA funzionalizzato individualmente, e i componenti autoassemblati come un sistema, svolgono un ruolo distinto ma integrativo con conseguente termo-chemioterapia sinergica mirata e innescata in grado di sradicare i tumori nei nostri modelli preclinici".
Un filamento di DNA è attaccato al nanorod d'oro e il filamento complementare è attaccato a uno strato invisibile e una molecola homing che mantiene il sistema sotto il radar del sistema immunitario mentre lo indirizza direttamente alle cellule tumorali. Quando i filamenti di DNA si uniscono, si forma il nanorod d'oro mirato e il DNA a doppio filamento funge da impalcatura per legare il farmaco chemioterapico, doxorubicina, che può essere rilasciato in risposta alla luce NIR che contemporaneamente provoca la generazione di calore da parte dei nanotubi d'oro.
"Questa nuova piattaforma è composta da tre distinti componenti funzionali e ciascuno svolge un ruolo nel contribuire al triplo effetto della termoterapia innescata, rilascio controllato di doxorubicina, e il targeting delle cellule tumorali, " ha spiegato Zeyu Xiao, dottorato di ricerca, un borsista post-dottorato presso BWH e autore principale di questo studio.
Per dimostrare la solida capacità di questo sistema di nanobarre, Farokhzad e colleghi hanno utilizzato un modello preclinico per valutare l'efficacia antitumorale in vivo in due diversi modelli di tumore e quattro diversi gruppi con diversi reggimenti farmacologici, ogni gruppo varia in peso e dimensioni del tumore. I ricercatori hanno somministrato un'iniezione del romanzo, nanoparticelle autoassemblate e poi 10 minuti dopo l'iniezione, i tumori sono stati irradiati utilizzando la luce NIR che ha attivato la nanoparticella utilizzando il nanorod d'oro e ha creato calore. I risultati hanno mostrato che questa piattaforma ha fornito con successo farmaci antitumorali e antitumorali e tumori sradicati sinergicamente.
"L'ablazione termica è già comunemente usata nel trattamento del cancro, " ha affermato il dott. Farokhzad. "La cosa estremamente eccitante di questa piattaforma è che siamo in grado di colpire selettivamente le cellule tumorali e quindi colpire il tumore due volte:prima con un rilascio controllato di un farmaco chemioterapico e poi in secondo luogo con l'induzione innescata di calore dal attivazione del nanorod d'oro. E tutto questo può essere fatto in modo non invasivo".
I ricercatori riconoscono che sono necessarie ulteriori ricerche in altri modelli preclinici prima di testare la sicurezza e l'efficacia di questa piattaforma negli studi clinici sull'uomo.
