(L-R) NTU Assoc Prof Zhang e Zhang Qichun e Assoc Prof Joachim Loo osservano la differenza tra il loro nuovo biomarcatore e i biomarcatori convenzionali
La Nanyang Technological University (NTU) ha inventato un biomarcatore unico con due funzioni eccezionali.
Primo, si illumina quando rileva le cellule tumorali per consentire agli scienziati di dare un'occhiata migliore. E può anche rilasciare farmaci antitumorali contemporaneamente alle cellule specifiche.
Questo nuovo biomarcatore, che ha un immenso potenziale per lo sviluppo di farmaci, è costituito da una particella di nanofosforo, diecimila volte più piccolo di un granello di sabbia.
I professori associati della NTU Zhang Qichun e Joachim Loo hanno trovato un modo per far illuminare la nanoparticella quando viene attivata dalla luce del vicino infrarosso emessa da un dispositivo di imaging e solo se le cellule tumorali rilasciano piccole molecole di segnalazione.
Il professor Zhang ha affermato che l'uso della luce nel vicino infrarosso, invisibile all'occhio umano, è unico poiché la maggior parte delle tecniche di imaging utilizza la luce ultravioletta o la luce visibile.
"La luce del vicino infrarosso può penetrare da 3 a 4 cm oltre la pelle fino ai tessuti profondi, molto più profondo della luce visibile. Inoltre non provoca alcun danno alle cellule sane, a differenza della luce ultravioletta o visibile, " ha aggiunto il professor Zhang, un esperto di materiali.
"La luce visibile provoca anche lo sbiancamento delle foto, che è la distruzione del colorante fluorescente che riduce la quantità di tempo che medici e scienziati hanno a disposizione per l'immagine di un campione di tessuto. Il nostro nuovo biomarcatore ha effettivamente eliminato tali limitazioni chiave che esistono nei marcatori biologici esistenti".
La svolta ha portato a due articoli pubblicati in Piccolo , una delle riviste scientifiche più importanti al mondo per la scienza dei materiali e la nanotecnologia.
(L-R) Professori Assoc NTU Zhang e Zhang Qichun e Joachim Loo, che ha inventato un biomarcatore 2 in 1 e un sistema di somministrazione di farmaci
Il prof. Loo ha affermato che il loro nuovo biomarcatore può anche rilasciare farmaci antitumorali creando uno strato di rivestimento caricato con farmaci all'esterno della nanoparticella. I farmaci vengono rilasciati quando il biomarcatore si illumina in risposta alla luce del vicino infrarosso.
"Questa è la prima volta che siamo in grado di fare bio-imaging, e potenzialmente mirare alla somministrazione di farmaci allo stesso tempo, come dimostrato nei test su piccoli animali, " ha detto il prof Loo, un esperto di nanotecnologie e bioimmagini. "La nostra svolta aprirà nuove porte nei vari campi della nanomedicina, bioimmagini e terapie antitumorali".
Il nuovo biomarcatore ha anche altri vantaggi. Ha il doppio del contrasto dei coloranti convenzionali ed è in grado di emettere fino a tre diversi colori di luce. Ciò significa che consente una migliore differenziazione tra cellule sane e cellule tumorali.
A differenza di altri nuovi biomarcatori utilizzati per l'imaging come i punti quantici, il biomarcatore NTU ha anche dimostrato di essere non tossico, rimanere nel corpo per un massimo di due giorni prima di essere svenuto in modo innocuo.
Andando avanti, il team della School of Materials Science and Engineering della NTU cercherà di caricare più strati di farmaci nel proprio biomarcatore. In caso di successo, i medici saranno in grado di rilasciare in sequenza due o più farmaci attraverso il biomarcatore. Ciò andrà a beneficio dei malati di cancro poiché ci saranno meno effetti collaterali a causa delle piccole dosi somministrate e anche una maggiore efficacia poiché il biomarcatore ha la capacità di colpire con precisione le cellule tumorali.
Il progetto, che durò tre anni, è finanziato congiuntamente da NTU, il Ministero della Pubblica Istruzione e la Fondazione Nazionale per la Ricerca, Singapore.
La scoperta è un importante contributo allo sforzo di ricerca dell'Università in Future Healthcare, che è uno dei cinque picchi di eccellenza di NTU - aree di ricerca interdisciplinare in cui l'università mira a lasciare un segno globale. Gli altri quattro picchi includono la Terra sostenibile, Nuovi media, il polo della conoscenza est-ovest e Innovation Asia.
