(Phys.org) —Nanoingegneri dell'Università della California, San Diego ha sviluppato un nanoshell per proteggere gli enzimi estranei usati per far morire di fame le cellule tumorali come parte della chemioterapia. Il loro lavoro è presente sulla copertina di giugno 2014 della rivista Nano lettere .

Gli enzimi sono macchine naturalmente intelligenti responsabili di molte funzioni complesse e reazioni chimiche in biologia. Però, nonostante il loro enorme potenziale, il loro uso in medicina è stato limitato dal sistema immunitario, che è progettato per attaccare gli intrusi stranieri. Per esempio, i medici si affidano da tempo a un enzima chiamato asparaginasi per far morire di fame le cellule tumorali mentre un paziente viene sottoposto a chemioterapia. Ma poiché l'asparaginasi deriva da un organismo non umano, E. Coli, viene rapidamente neutralizzato dal sistema immunitario del paziente e talvolta produce una reazione allergica. Negli studi sugli animali con asparaginasi, e altri enzimi terapeutici, il team di ricerca ha scoperto che il loro nanoguscio cavo poroso proteggeva efficacemente gli enzimi dal sistema immunitario, dando loro il tempo di lavorare.

L'asparaginasi agisce reagendo con gli amminoacidi che sono un nutriente essenziale per le cellule tumorali. La reazione esaurisce l'amminoacido, privando le cellule anormali dei nutrienti di cui hanno bisogno per proliferare.

"La nostra è una soluzione di pura ingegneria a un problema medico, " ha detto Inanc Ortac (Ph.D. '13), che ha sviluppato la tecnologia come parte della sua ricerca di dottorato nel laboratorio del professore di nanoingegneria Sadik Esener presso la Jacobs School of Engineering della UC San Diego.

Il nanoshell agisce come un filtro nel flusso sanguigno. Gli enzimi vengono caricati nella nanoparticella in modo molto efficiente attraverso i pori sulla sua superficie e successivamente incapsulati con un guscio di silice nanoporosa. I pori del guscio sono troppo piccoli perché l'enzima possa fuoriuscire, ma abbastanza grandi per la diffusione degli amminoacidi che alimentano le cellule cancerose dentro e fuori la particella. Gli enzimi rimangono intrappolati all'interno dove esauriscono gli amminoacidi che entrano.

"Si tratta di una piattaforma tecnologica che può trovare applicazioni in molti campi diversi. Il nostro punto di partenza è stato risolvere un problema per la terapia del cancro, " disse Ortac.

Ortac è attualmente Chief Technology Officer di DevaCell, una start-up locale che ha concesso in licenza la tecnologia e sta lavorando per commercializzarla con il nome di Synthetic Hollow Enzyme Loaded nanoShells o SHELS.