I medici usano le radiazioni per curare il cancro da più di cento anni, ma è sempre stata un'arte delicata dirigere il trattamento evitando i tessuti sani.

Per aiutarli, gli scienziati dell'Università di Chicago hanno progettato un esercito di minuscole nanoparticelle metalliche e organiche a forma di fiore che forniscono un pugno uno-due, prima aumentando gli effetti delle radiazioni sul sito del tumore e poi avviando il sistema immunitario per cercare eventuali residui. tumori.

La ricerca, pubblicato il 26 marzo in Ingegneria biomedica della natura , ha portato a una molecola candidata che sta attualmente iniziando gli studi clinici di fase 1.

Wenbin Lin, il James Franck Professor di Chimica e Radiazioni e Oncologia Cellulare presso l'Università di Chicago, ha lavorato con una classe di materiali chiamati strutture metallo-organiche (MOF) per più di 20 anni. Questi materiali spugnosi sono così chiamati perché combinano nodi metallici con leganti organici. Un elemento caldo in chimica oggi, sono in fase di studio per applicazioni dalle celle solari ai sensori perché sono altamente funzionali e possono essere costruiti con una serie di componenti diversi.

Poiché possono essere realizzati con materiali biodegradabili, Il laboratorio di Lin ha visto il potenziale per un nuovo trattamento del cancro.

L'idea è di iniettare le piccole strutture nel tumore. "Dopo l'irradiazione a raggi X, producono molecole molto reattive che non viaggiano lontano dal sito di iniezione:si attaccano e rimangono proprio dove le metti, " disse Lin. Le strutture assorbono le radiazioni meglio dei tessuti, fornire una dose extra di radiazioni al tumore.

La radiazione innesca una pioggia di composti reattivi dell'ossigeno che sono tossici per tutti i tipi di parti della cellula:"Proteine, lipidi, masticano qualsiasi molecola biologica, " ha detto Lin. (Questo è importante perché più parti di una cellula colpisce un trattamento, più è difficile per le cellule cancerose mutare per evitarlo.)

Quindi il secondo pugno:il design MOF può incorporare un tipo di molecola chiamata inibitore IDO. Questo inibitore, da una classe di trattamenti contro il cancro chiamata immunoterapia con blocco del checkpoint, contrasta un trucco comune che le cellule tumorali usano per eludere il sistema immunitario del corpo. Una volta attivato il blocco, Le cellule T possono precipitarsi ad attaccare. Nei topi, lo studio ha scoperto che questo ha aiutato a uccidere i tumori nascosti in altre parti del corpo, non solo nel sito dell'iniezione.

"In teoria, potrebbe abbassare la dose per la cura di molti tumori, il che è un grande progresso perché qualsiasi quantità possiamo ridurre le radiazioni significa meno complicazioni, " ha detto il coautore dello studio Ralph Weichselbaum, il Daniel K. Ludwig Distinguished Service Professor e presidente del Dipartimento di Radioterapia e Oncologia Cellulare, "e speriamo anche che la potenziale attivazione del sistema immunitario possa aiutarci a curare i tumori che oggi non possiamo raggiungere".

Il laboratorio di Lin lavora da anni per perfezionare il design. "Abbiamo imparato così tanto e fatto dei progressi entusiasmanti, Lin ha detto. "La prospettiva di sviluppare una tecnologia che potrebbe far progredire l'immunoterapia è estremamente gratificante".

"Questa è la cosa davvero grandiosa dell'università:il mio laboratorio di oncologia può lavorare insieme a scienziati fisici per far progredire un trattamento del cancro come questo, "Ha detto Weichselbaum.

Lin ha fondato una startup per portare la tecnologia all'applicazione chiamata RiMO Therapeutics, con l'assistenza del Polsky Center for Entrepreneurship and Innovation. La società sta sponsorizzando la sperimentazione clinica di fase 1 in corso.