La maggior parte dei tumori contiene regioni a bassa concentrazione di ossigeno in cui le terapie antitumorali basate sull'azione delle specie reattive dell'ossigeno sono inefficaci. Ora, Scienziati americani hanno sviluppato un nanomateriale ibrido che rilascia un profarmaco che genera radicali liberi all'interno delle cellule tumorali dopo l'attivazione termica. Come riportano sul giornale Angewandte Chemie , i radicali liberi distruggono i componenti cellulari anche in condizioni di carenza di ossigeno, provocando apoptosi. Consegna, pubblicazione, e l'azione del materiale ibrido può essere controllata con precisione.

Molti schemi consolidati di trattamento del cancro si basano sulla generazione di specie reattive dell'ossigeno (ROS), che inducono l'apoptosi delle cellule tumorali. Però, questo meccanismo funziona solo in presenza di ossigeno, e le regioni ipossiche (povere di ossigeno) nel tessuto tumorale spesso sopravvivono al trattamento a base di ROS. Perciò, Younan Xia al Georgia Institute of Technology e alla Emory University, Atlanta, STATI UNITI D'AMERICA, e il suo team hanno sviluppato una strategia per fornire e rilasciare un profarmaco generatore di radicali che, all'attivazione, danneggia le cellule con un meccanismo radicale di tipo ROS, ma senza bisogno di ossigeno.

Gli autori hanno spiegato che hanno dovuto rivolgersi al campo della chimica della polimerizzazione per trovare un composto che producesse abbastanza radicali. Là, l'azocomposto AIPH è un noto iniziatore di polimerizzazione. Nelle applicazioni medicinali, genera radicali alchilici liberi che causano danni al DNA e perossidazione lipidica e proteica nelle cellule anche in condizioni di ipossia. Però, l'AIPH deve essere consegnato in modo sicuro alle cellule del tessuto. Così, gli scienziati hanno usato nanogabbie, le cui cavità erano riempite di acido laurico, un cosiddetto materiale a cambiamento di fase (PCM) che può fungere da vettore per AIPH. Una volta all'interno del tessuto bersaglio, l'irradiazione di un laser nel vicino infrarosso riscalda le nanogabbie, causando la fusione del PCM e innescando il rilascio e la decomposizione di AIPH.

Questo concetto ha funzionato bene, come ha dimostrato il team con una varietà di esperimenti su diversi tipi di cellule e componenti. I globuli rossi hanno subito un'emolisi pronunciata. Le cellule del cancro del polmone hanno incorporato le nanoparticelle e sono state gravemente danneggiate dal rilascio innescato dello starter radicale. I filamenti di actina si sono ritirati e condensati dopo il trattamento. E le cellule del cancro del polmone hanno mostrato una significativa inibizione del loro tasso di crescita, indipendentemente dalla concentrazione di ossigeno.

Sebbene gli autori ammettano che "l'efficacia deve ancora essere migliorata ottimizzando i componenti e le condizioni coinvolte, " hanno dimostrato l'efficacia del loro sistema ibrido nell'uccidere le cellule, anche in luoghi dove il livello di ossigeno è basso. Questa strategia potrebbe essere molto rilevante nella nanomedicina, teranostica del cancro, e in tutte le applicazioni in cui si desidera una consegna mirata e un rilascio controllato con eccellenti risoluzioni spazio/temporali.