In una mossa simile all'aggiunta di armi chimiche a una bomba incendiaria, i ricercatori della Duke University hanno ideato un metodo per rendere ancora più letale per i tumori un promettente trattamento del cancro su nanoscala.

L'invenzione consente di depositare uno strato estremamente sottile di idrogel (si pensi alle lenti a contatto) sulla superficie dei nanoshell, particelle larghe circa un centinaio di nanometri progettate per assorbire la luce infrarossa e generare calore. Quando riscaldato, questi speciali idrogel perdono il loro contenuto d'acqua e rilasciano eventuali molecole (come i farmaci) intrappolate all'interno.

Depositando gli idrogel su nanoshell che bruciano il tumore e caricando il nuovo rivestimento con farmaci chemioterapici, si forma un formidabile pugno uno-due.

La tecnica è descritta in un articolo pubblicato sulla rivista Scienza e ingegneria dei biomateriali ACS il 13 luglio, 2015, che è stato evidenziato come ACS Editor's Choice.

"L'idea è di combinare la terapia del calore che distrugge il tumore con la somministrazione localizzata di farmaci, in modo che tu possa sperare di avere il trattamento più efficace possibile, " ha detto Jennifer West, il professore di ingegneria della Fitzpatrick Family University alla Duke, chi ricopre incarichi di ingegneria biomedica, ingegneria meccanica e scienza dei materiali, biologia cellulare, e chimica. "E molti farmaci chemioterapici hanno dimostrato di essere più efficaci nei tessuti riscaldati, quindi c'è una potenziale sinergia tra i due approcci".

La terapia fototermica è già in fase di sperimentazione per diversi tipi di tumori in studi clinici condotti da Nanospectra Biosciences, Inc., una società fondata dall'Occidente. I nanoshell sono sintonizzati per assorbire la luce nel vicino infrarosso, che passa innocuo attraverso l'acqua e i tessuti. Le nanoshell, però, riscaldare rapidamente abbastanza da distruggere le cellule, ma solo dove splende la luce.

Oltre a essere in grado di mirare con precisione a punti specifici del corpo con la luce, il trattamento dipende anche dal fatto che i nanoshell tendono ad accumularsi all'interno di un tumore a causa della permeabilità vascolare.

"Ma devi mantenere le loro dimensioni al di sotto dei 500 nanometri, " ha detto West. "Abbiamo dovuto inventare un nuovo processo per creare un rivestimento polimerico molto sottile sulla superficie di queste nanoparticelle per mantenerle al di sotto di quella soglia".

Nel nuovo studio, West e la studentessa di dottorato Laura Strong hanno caricato i nanoshell appena rivestiti con un potente farmaco chemioterapico e li hanno consegnati alle cellule tumorali in un ambiente di laboratorio. Il trattamento ha funzionato come previsto; i nanoshell si sono riscaldati e hanno distrutto la maggior parte delle cellule tumorali mentre rilasciavano i farmaci, che ha ripulito i sopravvissuti. Sradicare completamente ogni cellula cancerosa è estremamente importante, poiché la fuga anche di una singola cellula in grado di metastatizzare potrebbe rivelarsi mortale lungo la strada.

Il prossimo passo per il nuovo trattamento del cancro sono i test su animali vivi. Mentre questi esperimenti sono in corso, le prove umane sono ancora lontane almeno un paio d'anni.

Ma la tecnologia non deve essere limitata alla terapia del cancro.

"Gli idrogel possono rilasciare farmaci appena al di sopra della temperatura corporea, quindi potresti potenzialmente guardare questo per altre applicazioni di somministrazione di farmaci in cui non vuoi necessariamente distruggere il tessuto, " ha detto West. "Potresti fare un riscaldamento più mite e comunque innescare il rilascio del farmaco".