I ricercatori del Wake Forest Baptist Medical Center hanno modificato polimeri elettricamente conduttivi, comunemente usato nelle applicazioni di energia solare, per sviluppare nanoparticelle polimeriche rivoluzionarie (PN) per un'applicazione medica. Quando le nanoparticelle sono esposte alla luce infrarossa, generano calore che può essere utilizzato per uccidere le cellule tumorali del colon-retto.
Lo studio è stato diretto dal Professore Associato di Chirurgia Plastica e Ricostruttiva, Nicole H. Levi-Polyachenko, dottorato di ricerca, e realizzato in collaborazione con i colleghi del Center for Nanotechnology and Molecular Materials della Wake Forest University. Questo studio è stato recentemente pubblicato online, prima della stampa, nel diario, Bioscienze macromolecolari .
Levi-Polyachenko e il suo team hanno scoperto una nuova formulazione che conferisce ai polimeri due importanti capacità per le applicazioni mediche:i polimeri possono essere trasformati in nanoparticelle che si disperdono facilmente in acqua e generano molto calore se esposti alla luce infrarossa.
I risultati di questo studio hanno mostrato che quando le cellule tumorali del colon-retto incubate con le PN sono state esposte a cinque minuti di luce infrarossa, il trattamento ha ucciso fino al 95% delle cellule. "I risultati di questo studio dimostrano come si stanno sviluppando nuovi progressi medici dalla ricerca sulla scienza dei materiali, ", ha detto Lévi-Polyachenko.
Il team ha realizzato nanoparticelle polimeriche e ha dimostrato che possono subire cicli ripetuti di riscaldamento e raffreddamento senza influire sulla loro capacità di riscaldamento. Questo offre vantaggi rispetto alle nanoparticelle metalliche, che possono sciogliersi durante i trattamenti fototermici, portando a una perdita di efficienza del riscaldamento. Ciò consente anche ai successivi trattamenti di colpire le cellule resistenti all'uccisione indotta dal calore.
Una sfida con altri polimeri elettricamente conduttivi che sono stati recentemente esplorati per la terapia fototermica è che questi altri polimeri assorbono attraverso un'ampia gamma di luce infrarossa. Christopher M. MacNeill, dottorato di ricerca, ricercatore post-dottorato presso Wake Forest e primo autore dell'articolo, notato che, "abbiamo utilizzato specificamente polimeri elettricamente conduttivi progettati per assorbire una regione molto ristretta di luce infrarossa, e hanno anche sviluppato piccoli, 50-65nm, nanoparticelle polimeriche al fine di ottimizzare sia il trasporto biologico che il trasferimento di calore." Ad esempio, 50 nm è circa 2000 volte più piccolo di un capello umano.
Inoltre, le nuove PN sono organiche e non hanno mostrato alcuna evidenza di tossicità, alleviare le preoccupazioni sull'effetto delle nanoparticelle che potrebbero potenzialmente rimanere nel corpo.
"C'è molta più ricerca che deve essere fatta in modo che queste nuove nanoparticelle possano essere utilizzate in modo sicuro nei pazienti, "Levi-Polyachenko ha ammonito, "ma il campo dei polimeri elettricamente conduttivi è ampio e offre molte opportunità per sviluppare soluzioni sicure, nanoparticelle organiche per generare calore localmente in un tessuto. Siamo molto entusiasti delle future applicazioni mediche che utilizzano queste nuove nanoparticelle, compreso un approccio alternativo per il trattamento del cancro del colon-retto".
