Gli scienziati hanno dimostrato che i nanotubi d'oro hanno molte applicazioni nella lotta contro il cancro:nanosonde interne per l'imaging ad alta risoluzione; veicoli per la consegna di farmaci; e agenti per distruggere le cellule tumorali.

Lo studio, pubblicato oggi sulla rivista Materiali funzionali avanzati , dettaglia la prima dimostrazione di successo dell'uso biomedico dei nanotubi d'oro in un modello murino di cancro umano.

L'autore principale dello studio, il dott. Sunjie Ye, che ha sede sia presso la School of Physics and Astronomy che presso il Leeds Institute for Biomedical and Clinical Sciences presso l'Università di Leeds, ha dichiarato:"Gli alti tassi di recidiva dei tumori dopo la rimozione chirurgica rimangono una sfida formidabile nella terapia del cancro. La chemioterapia o la radioterapia vengono spesso somministrate dopo l'intervento chirurgico per prevenirlo, ma questi trattamenti causano gravi effetti collaterali.

Nanotubi d'oro - cioè, nanoparticelle d'oro con strutture tubolari che ricordano minuscole cannucce - hanno il potenziale per migliorare l'efficacia di questi trattamenti convenzionali integrando diagnosi e terapia in un unico sistema".

I ricercatori affermano che una nuova tecnica per controllare la lunghezza dei nanotubi è alla base della ricerca. Controllando la lunghezza, i ricercatori sono stati in grado di produrre nanotubi d'oro con le giuste dimensioni per assorbire un tipo di luce chiamato 'vicino infrarosso'.

L'autore corrispondente dello studio, il professor Steve Evans, dalla Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università di Leeds, ha detto:"Il tessuto umano è trasparente per determinate frequenze di luce - nella regione del rosso/infrarosso. Questo è il motivo per cui parti della tua mano appaiono rosse quando una torcia viene illuminata attraverso di essa.

"Quando i nanotubi d'oro viaggiano attraverso il corpo, se la luce della giusta frequenza viene illuminata su di essi, assorbono la luce. Questa energia luminosa viene convertita in calore, un po' come il calore generato dal sole sulla pelle. Utilizzando un raggio laser pulsato, siamo stati in grado di aumentare rapidamente la temperatura nelle vicinanze dei nanotubi in modo che fosse abbastanza alta da distruggere le cellule tumorali".

Negli studi basati sulle cellule, regolando la luminosità dell'impulso laser, i ricercatori affermano di essere stati in grado di controllare se i nanotubi d'oro erano in modalità di distruzione del cancro, o pronti per l'immagine dei tumori.

Per vedere i nanotubi d'oro nel corpo, i ricercatori hanno utilizzato un nuovo tipo di tecnica di imaging chiamata "tomografia optoacustica multispettrale" (MSOT) per rilevare i nanotubi d'oro nei topi, in cui erano stati iniettati nanotubi d'oro per via endovenosa. È la prima applicazione biomedica di nanotubi d'oro all'interno di un organismo vivente. È stato anche dimostrato che i nanotubi d'oro sono stati escreti dal corpo e quindi è improbabile che causino problemi in termini di tossicità, una considerazione importante nello sviluppo di nanoparticelle per uso clinico.

Il coautore dello studio, il dottor James McLaughlan, dalla Scuola di Ingegneria Elettronica ed Elettrica dell'Università di Leeds, ha dichiarato:"Questa è la prima dimostrazione della produzione, e l'uso per l'imaging e la terapia del cancro, di nanotubi d'oro che assorbono fortemente la luce all'interno della "finestra ottica" del tessuto biologico.

"I nanotubi possono essere mirati al tumore e avere un nucleo centrale "cavo" che può essere caricato con un carico utile terapeutico. Questa combinazione di targeting e rilascio localizzato di un agente terapeutico potrebbe, in questa epoca di medicina personalizzata, essere utilizzato per identificare e trattare il cancro con una tossicità minima per i pazienti".

L'uso di nanotubi d'oro nell'imaging e in altre applicazioni biomediche sta attualmente progredendo attraverso fasi di prova verso i primi studi clinici.