Un gruppo di ricercatori del MIPT insieme ai loro colleghi di Mosca, Nizhny Novgorod, Australia e Paesi Bassi hanno effettuato il primo studio sistematico che analizza la sicurezza delle cosiddette nanoparticelle di conversione che possono essere utilizzate per trattare il cancro della pelle e altre malattie della pelle. Questo studio è uno dei passi più importanti nel percorso verso nuovi, metodi sicuri ed efficaci per diagnosticare e curare il cancro.

Fu nel 1908 che il naturalista e medico tedesco Paul Ehrlich ebbe l'idea di un "proiettile magico" - un farmaco che avrebbe combattuto solo i microbi patogeni o le cellule cancerose, senza intaccare le cellule sane. Un secolo dopo, chimici e medici sono più vicini che mai alla realizzazione di questa idea, grazie alle nanotecnologie.

Entrando nel corpo, le nanoparticelle di alcune sostanze possono accumularsi nelle cellule tumorali, "ignorando" quelli sani. È possibile attaccare le molecole di farmaci o agenti diagnostici a tali nanoparticelle per trovare cellule cancerose e distruggerle senza danneggiare le altre cellule del corpo.

Per questo scopo, i ricercatori utilizzano nanoparticelle di oro e materiali ferromagnetici, riscaldandoli con correnti elettriche ad alta frequenza in modo che uccidano le cellule cancerose dall'interno. Uno dei tipi più promettenti di nanoparticelle per la diagnosi e il trattamento del cancro sono le cosiddette nanoparticelle di conversione (UCNP). Convertono le radiazioni del vicino infrarosso, che può penetrare in profondità nel tessuto umano, alla luce visibile, che consente di rilevare le cellule cancerose nei tessuti del corpo, modificarli e monitorare l'andamento del trattamento. Gli UCNP possono essere configurati in modo da rilasciare farmaci con l'aiuto della luce.

Però, prima di sviluppare metodi terapeutici basati sull'uso di nanoparticelle, deve essere determinato se causano danni alle cellule sane o meno:questo è l'oggetto della ricerca condotta da Elena Petersen e Inna Trusova del MIPT e dai loro colleghi di Mosca, Nizhny Novgorod, Australia e Paesi Bassi.

"Nonostante ci sia un gran numero di studi sulla citotossicità degli UCNP, sono tutti circostanziali in un certo senso, perché lo studio di questo problema era marginale per i loro autori, "dice Petersen, il responsabile del Laboratorio di Tecnologie Cellulari e Molecolari del MIPT. "Abbiamo fatto il primo studio sistematico degli effetti delle nanoparticelle sulle cellule".

I ricercatori hanno studiato le proprietà di uno dei tipi più comuni di UCNP, che è derivato dal fluoruro di sodio ittrio (Na[YF4]) drogato con gli elementi delle terre rare erbio e itterbio. Il gruppo ha testato come queste nanoparticelle vengono assorbite dai fibroblasti (le cellule del tessuto connettivo umano) e dai cheratinociti (cellule epidermiche), e ha studiato come le nanoparticelle influenzano la vitalità cellulare.

I risultati mostrano che la citotossicità degli UCNP dipende dal tipo di cellula. Non sono tossici per i fibroblasti dermici e leggermente tossici per i cheratinociti. Però, la tossicità per i cheratinociti dipende dalla concentrazione delle nanoparticelle, il che significa che queste cellule possono essere utilizzate come indicatore biologico per valutare la sicurezza di diversi tipi di UCNP.

Oltre alle nanoparticelle "nude", lì i ricercatori hanno testato diverse modifiche delle nanoparticelle rivestite di polimero. In questi casi, la differenza tra la risposta dei fibroblasti e dei cheratinociti era ancora maggiore, ad esempio le particelle ricoperte di polietilenimina interferivano con il metabolismo intracellulare dei cheratinociti, ma non ha avuto effetto sui fibroblasti. Il gruppo ha identificato i tipi di rivestimento polimerico che hanno reso le nanoparticelle il più sicure possibile.

"Questo studio è un passo importante verso l'utilizzo degli UCNP per diagnosticare e trattare il cancro della pelle e altre malattie della pelle, " dice Petersen. Secondo lei, esistono già studi sull'uso delle nanoparticelle per la cura delle malattie della pelle, ma per utilizzarli su larga scala, è necessario dimostrare che sono sicuri ed efficienti.