I recenti sforzi tra l'Università del Maryland (UMD) e la Weinberg Medical Physics LLC (WMP) di Bethesda hanno portato a una nuova tecnica per fornire magneticamente particelle che trasportano farmaci a bersagli difficili da raggiungere. Il metodo ha il potenziale per trasformare il modo in cui vengono trattati i tumori dei tessuti profondi e altre malattie.
Il dottor Aleksandar Nacev, alunno del Dipartimento di Bioingegneria (BioE) dell'UMD Fischell, e il professor Benjamin Shapiro dell'Istituto di ricerca sui sistemi e BioE, hanno collaborato con WMP per sfruttare campi magnetici pulsati veloci per focalizzare particelle magnetiche nanoterapeutiche su obiettivi profondi.
Per anni, i ricercatori hanno lavorato con nanoparticelle magnetiche caricate con terapie, come farmaci o geni, per sviluppare tecniche non invasive per dirigere terapie e diagnostica verso bersagli nel corpo. La ricerca sulle nanoparticelle magnetiche ha attirato l'attenzione dei media a ottobre, quando Google X (il laboratorio di innovazione di Google dedicato alla promozione di importanti progressi tecnologici) ha annunciato il suo interesse per l'uso di nanoparticelle magnetiche per applicazioni diagnostiche.
Invece della chirurgia o dei trattamenti somministrati per via sistemica, come la chemioterapia, l'uso di particelle magnetiche come vettori di farmaci potrebbe potenzialmente consentire ai medici di utilizzare elettromagneti esterni per focalizzare la terapia sulle posizioni precise di una malattia all'interno di un paziente. Però, fino ad ora, le particelle possono essere attratte solo da un magnete, e quindi non poteva essere concentrato in punti lontani dalla faccia del magnete. Di conseguenza, nei precedenti studi clinici i magneti tenuti all'esterno del corpo erano stati in grado di concentrare il trattamento solo su obiettivi in corrispondenza o appena al di sotto della superficie della pelle.
"Ciò che abbiamo dimostrato sperimentalmente è che sfruttando la fisica delle nanobarre possiamo usare campi magnetici pulsati veloci per focalizzare le particelle su un bersaglio profondo tra i magneti, " disse Shapiro.
Questi campi magnetici pulsati hanno permesso al team di invertire il normale comportamento delle nanoparticelle magnetiche. Invece di un magnete che attrae le particelle, hanno dimostrato che un impulso magnetico iniziale può orientare le particelle a forma di bastoncino senza tirarle, e quindi un impulso successivo può spingere le particelle prima che le particelle possano riorientarsi. Ripetendo gli impulsi in sequenza, le particelle sono state focalizzate in posizioni profonde tra gli elettromagneti.
"Il Santo Graal del targeting magnetico dei farmaci è il sogno di utilizzare magneti all'esterno del corpo per dirigere la terapia farmacologica in modo minimamente invasivo in qualsiasi punto del corpo, Per esempio, a tumori profondi inoperabili o a sezioni del cervello che sono state danneggiate da traumi, malattie vascolari o degenerative, " ha detto il dottor Irving Weinberg, un medico praticante e il presidente del WMP. "Abbiamo dimostrato che la rapida pulsazione dei campi elettromagnetici esterni può essere in grado di raggiungere questo obiettivo".
Lo studio, pubblicato questa settimana in Nano lettere sotto il titolo "L'inversione dinamica consente ai magneti esterni di concentrare le barre ferromagnetiche su un bersaglio centrale, " mostra che, con opportuni impulsi magnetici esterni, le particelle ferromagnetiche che trasportano farmaci o molecole potrebbero essere concentrate in posizioni profonde arbitrarie tra i magneti. Nacev, Weinberg, Shapiro e i loro colleghi ricercatori stanno ora lavorando per dimostrare questo metodo in vivo per dimostrare il suo potenziale terapeutico, in un progetto finanziato dal programma di ricerca sull'innovazione per le piccole imprese del National Cancer Institute (NCI) e presentato alla Conferenza degli investitori sponsorizzata dall'NCI a San Francisco. Inoltre, il team di ricerca ha recentemente lanciato IronFocus Medical, Inc., una società di avvio costituita per commercializzare la loro invenzione. Maggiori informazioni su IronFocus Medical, Inc. è disponibile online all'indirizzo www.ironfocusmedical.com.
"Questa tecnologia potrebbe consentire una nuova modalità terapeutica che combina la precisione spaziale della tradizionale radiazione guidata dall'immagine con la specificità biochimica della medicina molecolare, " ha detto il dottor John R. Adler, Vicepresidente e capo delle nuove applicazioni cliniche per Varian Medical Systems.
