I ricercatori hanno scoperto che l'inchiostro di seppia, una sospensione nera spruzzata dalle seppie per scoraggiare i predatori, contiene nanoparticelle che inibiscono fortemente la crescita di tumori cancerosi nei topi. Le nanoparticelle sono costituite principalmente da melanina in peso, insieme agli amminoacidi, monosaccaridi (zuccheri semplici), metalli, e altri composti. I ricercatori hanno dimostrato che le nanoparticelle modificano la funzione immunitaria nei tumori, e quando combinato con l'irradiazione, può quasi completamente inibire la crescita del tumore.

I ricercatori, guidato da Pang-Hu Zhou presso l'Ospedale Renmin dell'Università di Wuhan e Xian-Zheng Zhang presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Wuhan, hanno pubblicato un articolo sulla capacità delle nanoparticelle di inchiostro di seppia di inibire la crescita del tumore in un recente numero di ACS Nano .

"Abbiamo trovato nanoparticelle naturali dall'inchiostro di seppia con una buona biocompatibilità che possono ottenere efficacemente l'immunoterapia del tumore e la terapia fototermica contemporaneamente, " Zhang ha detto Phys.org . "Questa scoperta potrebbe ispirare una maggiore esplorazione di materiali naturali per applicazioni mediche".

L'immunoterapia del tumore comporta la lotta contro il cancro stimolando il sistema immunitario del corpo. Una strategia è quella di colpire i leucociti, o globuli bianchi. I macrofagi sono i leucociti predominanti trovati in alcuni tumori, e possono assumere una delle due forme:M1 o M2. Il fenotipo M1 fagocita e distrugge le cellule tumorali attraverso il processo di fagocitosi e con l'attivazione dei linfociti T (altri globuli bianchi). Nel fenotipo M2, d'altra parte, questa funzione immunitaria è soppressa, permettendo alla crescita del tumore di continuare incontrollata. In ambienti tumorali, il fenotipo M2 supera quasi sempre il fenotipo M1.

Recentemente, i ricercatori hanno lavorato allo sviluppo di piccole molecole e anticorpi in grado di convertire i macrofagi protumorali M2 in macrofagi antitumorali M1. Allo stesso tempo, stanno progettando nanoparticelle come agenti fototermici che, quando esposto a radiazioni, distruggere localmente le cellule tumorali mediante ablazione termica. Questi agenti possono essere integrati in nanoparticelle sintetizzate, e quindi potenzialmente somministrato ai pazienti. Uno degli svantaggi, però, è che queste nanoparticelle sintetiche sono costose e richiedono metodi di preparazione complicati.

A causa di questi costi, alcuni ricercatori si sono rivolti alla natura per trovare alternative. Precedenti ricerche hanno dimostrato che alcuni composti naturali, compresi quelli che si trovano nelle alghe brune e in alcuni batteri, contengono polisaccaridi che hanno la capacità di riprogrammare i macrofagi dal tipo M2 al tipo M1.

Nel nuovo giornale, i ricercatori hanno scoperto che le nanoparticelle di inchiostro di seppia, che sono sferici e di circa 100 nm di diametro, hanno anche questa capacità. Dopo aver confermato la biocompatibilità di queste nanoparticelle, i ricercatori hanno eseguito diversi esperimenti sia in vitro con cellule tumorali e in vivo con topi affetti da tumore. Nel in vitro esperimenti, i ricercatori hanno scoperto che l'irradiazione delle nanoparticelle con l'irradiazione nel vicino infrarosso ha ucciso circa il 90% delle cellule tumorali, sebbene le nanoparticelle non mostrassero quasi nessuna citotossicità senza irradiazione. I ricercatori hanno spiegato che l'alto contenuto di melanina delle nanoparticelle svolge un ruolo chiave nel processo di irradiazione, poiché la melanina ha una capacità di conversione fototermica intrinsecamente buona.

Nei topi, il trattamento con nanoparticelle si è dimostrato efficace sia da solo che in combinazione con l'irradiazione, sebbene l'irradiazione abbia ulteriormente migliorato il risultato. L'imaging bioluminescente ha rivelato che i topi trattati hanno mostrato una bioluminescenza tumorale significativamente inferiore rispetto ai controlli, indicando metastasi notevolmente ridotte sugli organi interni. I topi trattati sia con nanoparticelle che con irradiazione hanno mostrato un'inibizione quasi completa della crescita del tumore.

Eseguendo un'analisi genica, i ricercatori hanno identificato 194 geni espressi in modo differenziato coinvolti nelle funzioni immunitarie associate alla regolazione della risposta infiammatoria e all'uccisione delle cellule, e che erano o up- o down-regolati dal trattamento. L'analisi ha indicato che una determinata via di segnalazione è responsabile della conversione dei macrofagi M2 in macrofagi M1. Questo meccanismo non solo porta alla fagocitosi delle cellule tumorali, ma stimola anche il sistema immunitario a produrre vari fattori antitumorali, tutto ciò gioca un ruolo nell'inibire la crescita del tumore.

Nel futuro, i ricercatori hanno in programma di esplorare altri materiali naturali che hanno proprietà antitumorali.

"Il nostro team di ricerca sta attualmente studiando il potenziale biomedico di materiali naturali come capelli, nero di seppia, batteri, fungo, e anche le cellule del corpo umano come vettore di farmaci terapeutici, " ha detto Zhang. "Traendo ispirazione dalla natura e sfruttando le sue stesse caratteristiche, ci aspettiamo di trovare alcune ricerche preziose che forniranno soluzioni nuove ed efficaci per il trattamento delle malattie cliniche".

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