Un fisico dell'Università del Texas ad Arlington ha proposto un nuovo concetto per il trattamento delle cellule tumorali, promuovere ulteriormente lo status dell'Università come leader nella salute e nella condizione umana.

In un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nanomedicina:nanotecnologia, Biologia e Medicina , Il professore di fisica UTA Wei Chen e un team di collaboratori internazionali hanno avanzato l'idea di utilizzare nanoparticelle di biossido di titanio (TiO2) stimolate dalle microonde per innescare la morte delle cellule tumorali senza danneggiare le cellule normali che le circondano.

Il metodo è chiamato terapia radicale indotta da microonde, che il team chiama terapia microdinamica, o MDT.

L'uso delle nanoparticelle di TiO2 attivate dalla luce e dagli ultrasuoni nei trattamenti contro il cancro è stato ampiamente studiato, ma questo segna la prima volta che i ricercatori hanno dimostrato che le nanoparticelle possono essere efficacemente attivate dalle microonde per la distruzione delle cellule tumorali, aprendo potenzialmente nuove porte al trattamento per i pazienti che combattono la malattia.

Chen ha detto che la nuova terapia è incentrata sulle specie reattive dell'ossigeno, o ROS, che sono un sottoprodotto naturale del metabolismo dell'ossigeno del corpo. I ROS aiutano a uccidere le tossine nel corpo, ma può anche essere dannoso per le cellule se raggiungono un livello critico.

TiO2 entra nelle cellule e produce ROS, che sono in grado di danneggiare le membrane plasmatiche, mitocondri e DNA, provocando la morte cellulare.

"Le cellule tumorali sono caratterizzate da una saturazione dei ROS allo stato stazionario più alta del normale, cellule sane, " Ha detto Chen. "Questa nuova terapia ci consente di sfruttarla aumentando la saturazione dei ROS nelle cellule tumorali a un livello critico che innesca la morte cellulare senza spingere le cellule normali a quella stessa soglia".

Lo studio pilota per questo nuovo concetto di trattamento si basa sull'esperienza di Chen nell'uso delle nanoparticelle per combattere il cancro.

I collaboratori di Chen provengono dall'Accademia delle scienze mediche del Guangdong e dall'Università di Beihang. Il team ha condotto esperimenti che dimostrano che le nanoparticelle possono sopprimere significativamente la crescita degli osteosarcomi sotto l'irradiazione a microonde.

Sebbene il TiO2 e l'irradiazione a microonde a bassa potenza da soli non uccidano efficacemente le cellule cancerose, la combinazione dei due si è rivelata efficace nel creare un effetto tossico per le cellule tumorali. La terapia di ablazione a microonde ha già dimostrato di essere un trattamento efficace contro il cancro alle ossa, ottenere risultati migliori rispetto a MDT. Però, MDT ha applicazioni per combattere altri tipi di cancro, non solo gli osteosarcomi usati per questo caso pilota.

L'uso della luce per attivare i ROS, come si vede nella terapia fotodinamica, può essere difficile per il trattamento dei tumori situati in profondità all'interno del corpo; in contrasto, le microonde conferiscono la capacità di creare una penetrazione più profonda che si propaga attraverso tutti i tipi di tessuti e materiali non metallici.

"Questa nuova scoperta è entusiasmante perché crea potenzialmente nuove strade per il trattamento dei malati di cancro senza causare effetti collaterali debilitanti, " Chen ha detto. "Questo mirato, Il metodo localizzato ci consente di mantenere intatte le cellule sane in modo che i pazienti siano meglio attrezzati per combattere la malattia".

I risultati dello studio pilota indicano che MDT è un approccio promettente per il trattamento del cancro, anche se il metodo è ancora in fase di sviluppo e le sue limitazioni esplorate. Il team di ricerca ha depositato un brevetto per MDT. Prossimo, hanno in programma di rivolgere la loro attenzione alla comprensione della fisica e dei meccanismi interni alla base della potente combinazione di microonde e TiO2.

"Il Dr. Chen continua a costruire un portafoglio di ricerca che ha implicazioni trasformative per il trattamento del cancro, "ha detto Alex Weiss, presidente del Dipartimento di Fisica dell'UTA. "Questo nuovo lavoro è esemplare dello spirito di scoperta che ci sforziamo di incarnare in UTA. Attendo con impazienza ciò che il Dr. Chen e i suoi collaboratori possono realizzare nelle prossime fasi di questa ricerca mentre aprono la strada a una potenziale nuova strada per combattere il cancro".