Un fisico dell'Università del Texas ad Arlington che lavora per creare una nanoparticella luminescente da utilizzare nel rilevamento delle radiazioni legate alla sicurezza potrebbe invece essersi verificato su un progresso nella terapia fotodinamica del cancro.

Wei Chen, professore di fisica e co-direttore del Center for Security Advances Via Applied Nanotechnology di UT Arlington, stava testando un complesso rame-cisteamina creato nel suo laboratorio quando ha scoperto diminuzioni inspiegabili nella sua luminescenza, o potere di emissione di luce, durante un'esposizione time-lapse ai raggi X. Guardando oltre, scoprì che le nanoparticelle, chiamato Cu-Cy, stavano perdendo energia mentre emettevano ossigeno singoletto, un sottoprodotto tossico che viene utilizzato per danneggiare le cellule tumorali nella terapia fotodinamica.

Poiché Chen è anche alla guida della ricerca sul cancro finanziata dal governo federale, sapeva di aver trovato qualcosa di unico. I test hanno rivelato che le nanoparticelle di Cu-Cy, combinato con l'esposizione ai raggi X, ha rallentato significativamente la crescita del tumore negli studi di laboratorio.

"Questa nuova idea è più semplice e migliore dei precedenti metodi di terapia fotodinamica. Non sono necessari tanti passaggi. Questo materiale da solo può fare il lavoro, " Ha detto Chen. "È la cosa più promettente che abbiamo trovato in questi studi sul cancro e lo stiamo osservando da molto tempo." La ricerca di Chen è stata pubblicata nell'edizione di agosto del Journal of Biomedical Nanotechnology con il titolo "Un nuovo fotosensibilizzatore di nanoparticelle attivate dai raggi X per il trattamento del cancro". I coautori sono Lun Ma, un professore assistente di ricerca, e Xiaoju Zou, un collaboratore di ricerca.

L'Università ha inoltre depositato una domanda di brevetto provvisoria sul nuovo complesso.

Terapia fotodinamica, o PDT, danneggia le cellule tumorali quando un fotosensibilizzante introdotto nel tessuto tumorale produce ossigeno singoletto tossico dopo essere stato esposto alla luce. In alcuni studi, questa esposizione alla luce avviene attraverso l'uso di laser visibili o nel vicino infrarosso. Altri hanno riscontrato più successo introducendo anche nanoparticelle luminescenti nel tumore. I ricercatori attivano la nanoparticella luminescente con luce nel vicino infrarosso o raggi X, che a sua volta attiva il fotosensibilizzatore.

Entrambi i metodi hanno limitazioni per il trattamento dei tumori dei tessuti profondi. Sono inefficienti o la fonte di luce necessaria per attivarli non penetra abbastanza in profondità. Chen ha affermato che le particelle Cu-Cy inducibili dai raggi X superano gli attuali fotosensibilizzanti perché i raggi X possono penetrare in profondità nei tessuti. Anche, Le nanoparticelle Cu-Cy non hanno bisogno di altre fotosensibilizzanti per essere efficaci, quindi il trattamento è più conveniente, efficiente ed economico.

"L'impegno del dottor Chen nel suo lavoro nella terapia del cancro, così come il suo lavoro nel campo della sicurezza interna, dimostra l'ampia gamma di applicazioni e il grande valore della ricerca scientifica di base, " ha detto Carolyn Cason, vicepresidente per la ricerca presso UT Arlington. "Questi progressi hanno il potenziale per cambiare il modo in cui vengono trattati alcuni tumori e rendere la terapia più efficace, un beneficio che sarebbe illimitato".

Il team di Chen ha testato il Cu-Cy su cellule umane di cancro al seno e alla prostata in laboratorio e ha scoperto che si trattava di un trattamento efficace se combinato con l'esposizione ai raggi X. In una prova, Per esempio, un tumore trattato con iniezione di Cu-Cy ed esposizione ai raggi X è rimasto praticamente delle stesse dimensioni per un periodo di 13 giorni, mentre un tumore senza il trattamento completo è cresciuto di tre volte.

Un altro vantaggio della nuova nanoparticella è una bassa tossicità per le cellule sane. Inoltre, L'intensa fotoluminescenza di Cu-Cy e la luminescenza a raggi X possono essere utilizzate per l'imaging cellulare, diceva il giornale.

I dettagli della struttura cristallina e delle proprietà ottiche del nuovo complesso vengono pubblicati in un prossimo articolo del Journal of Materials Chemistry . È disponibile qui. Chen continua a perseguire la ricerca sulla terapia fotodinamica del cancro grazie a una sovvenzione del Dipartimento della Difesa dei programmi di ricerca medica diretti dal Congresso e con collaborazioni dell'industria. Ha detto che ulteriori ricerche includeranno la riduzione delle dimensioni della nanoparticella Cu-Cy per renderla più facilmente assorbibile nel tessuto tumorale.

"Per il cancro, non c'è ancora una buona soluzione. Speriamo che questa nanoparticella possa fornire alcune possibilità, " Egli ha detto.