(Phys.org) —Gli scienziati dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno aggiunto una nuova arma all'arsenale di terapie anticancro degli oncologi.

Combinando le nanoparticelle magnetiche con uno dei farmaci chemioterapici più comuni ed efficaci, I ricercatori di Argonne hanno creato un modo per somministrare farmaci antitumorali direttamente nel nucleo delle cellule tumorali.

I ricercatori del Center for Nanoscale Materials di Argonne e gli oncologi dell'Università di Chicago hanno creato bolle di dimensioni nanometriche, o "micelle, " che conteneva al centro due ingredienti:nanoparticelle magnetiche di ossido di ferro e cisplatino, un farmaco chemioterapico convenzionale noto anche come "la penicillina del cancro".

Il cisplatino agisce bloccando direttamente la replicazione del DNA all'interno della cellula cancerosa. Però, per lavorare, il cisplatino deve farcela dal flusso sanguigno attraverso la barriera alquanto rigida della membrana cellulare.

"Quando a qualcuno viene somministrata una dose di chemioterapia, in genere gran parte del farmaco non entra effettivamente nelle cellule tumorali. Inoltre, alcuni malati di cancro sono sensibili a questo farmaco a causa della ridotta funzionalità renale, " ha detto l'oncologo Ezra Cohen, un autore dello studio. "Questo nuovo metodo offre un modo per somministrare la dose del carico terapeutico in modo molto più diretto, che ci consentirà di avere lo stesso effetto complessivo con una dose totale inferiore, riducendo gli spiacevoli e pericolosi effetti collaterali della chemioterapia”.

"Questa tecnica potrebbe potenzialmente consentirci di aumentare di cento volte la proporzione di cisplatino nelle cellule tumorali, rendendolo molto più efficace un agente chemioterapico, " Ha aggiunto.

Come le stesse membrane delle cellule cancerose, le micelle sono costituite da un materiale polimerico le cui superfici esterne sono idrofile, il che significa che sono attratti dall'acqua, mentre le parti interne sono idrofobe, respingere l'acqua. "Inoltre, la superficie delle micelle può essere dotata di molecole mirate in grado di riconoscere la malignità, " ha detto la nanoscienziata di Argonne Elena Rozhkova, autore principale dello studio.

Rozhkova e i suoi colleghi avevano ancora bisogno di un modo per portare il cisplatino nel nucleo della cellula cancerosa dopo che la micella si era attaccata ad esso. Fare così, hanno anche incapsulato nanoparticelle di ossido di ferro all'interno della micella insieme al cisplatino. Queste nanoparticelle fungevano da minuscoli "riscaldatori" che venivano accesi da un campo magnetico applicato, che ha causato il collasso del contenitore della micella e il rilascio del cisplatino.

Questa non era la prima volta che gli scienziati usavano fonti di calore nanomagnetiche applicate come un modo per attaccare le cellule cancerose, ma l'approccio più mirato delle micelle ha permesso ai ricercatori di utilizzare una quantità di calore molto inferiore e molto meno materiale magnetico, rischiando così meno danni alle cellule sane.

Per vedere l'azione delle nanoparticelle e del cisplatino quando la micella è collassata, i ricercatori hanno utilizzato la nanosonda a raggi X duri presso l'Advanced Photon Source di Argonne. "Normalmente, è difficile vedere come il cisplatino venga rilasciato negli organelli come il nucleo, ma con questa tecnologia possiamo vedere contemporaneamente come avviene la somministrazione del farmaco, come le nanoparticelle interagiscono con la membrana cellulare e la risposta cellulare, ", ha detto Volker Rose, nanoscienziato di Argonne.

Lo studio, intitolato "Efficiente somministrazione di cisplatino pro-droga visualizzata con risoluzione inferiore a 100 nm:interfacciamento di magnetomicelle termosensibili ingegnerizzate con un sistema vivente, " apparso online nel numero del 6 giugno di Interfacce materiali avanzati .