Un elemento chiamato gadolinio consegnato nelle cellule tumorali rilascia elettroni killer quando viene colpito da raggi X appositamente sintonizzati. L'approccio, pubblicato sulla rivista Rapporti scientifici , potrebbe aprire la strada a una nuova radioterapia contro il cancro.

"Il nostro metodo apre la possibilità di amplificare selettivamente l'effetto della radiazione a raggi X sul sito del tumore, " afferma Kotaro Matsumoto dell'Istituto per le scienze integrate dei materiali cellulari (iCeMS) dell'Università di Kyoto, che ha sviluppato la tecnica con Fuyuhiko Tamanoi e colleghi in Giappone, Vietnam, e gli Stati Uniti "Questo risolve uno dei maggiori problemi delle attuali radioterapia, dove solo una piccola quantità di raggi X raggiunge effettivamente il tumore".

Le radioterapia convenzionali utilizzano raggi X policromatici, composto da vari livelli di energia, con raggi X a bassa energia che non riescono a penetrare la superficie del corpo. Radiografie monocromatiche, d'altra parte, hanno lo stesso livello di energia precisamente sintonizzato. Se potessero essere mirati ad elementi chimici che rilasciano elettroni all'interno dei tumori, potrebbero essere dannosi.

Per realizzare questo, i ricercatori hanno utilizzato nanoparticelle di silice appositamente progettate che sono state caricate con l'elemento chimico gadolinio. Le cellule tumorali in una coltura tumorale 3D hanno effettivamente consumato le particelle dopo un giorno di incubazione. Le particelle specificamente localizzate appena fuori dai nuclei delle cellule tumorali, dove si trova il loro macchinario più critico.

Presso l'impianto di sincrotrone SPring-8 di Harima, Giappone, i ricercatori hanno puntato i raggi X monocromatici su campioni di tumore contenenti nanoparticelle caricate di gadolinio.

I raggi X sintonizzati su un livello di energia di 50,25 kiloelettronvolt (keV) che hanno preso di mira i campioni per 60 minuti hanno distrutto completamente le cellule tumorali due giorni dopo l'irradiazione.

Sintonizzare i raggi X a un livello di energia appena al di sotto di 50,25 keV non ha avuto lo stesso effetto. I ricercatori spiegano che i raggi X sono specificamente sintonizzati in modo che la loro energia possa essere assorbita dal gadolinio. Quando lo colpiscono, il gadolinio rilascia elettroni a bassa energia nella cellula cancerosa, danneggiando i suoi componenti vitali, compreso il DNA, e ucciderlo.

I raggi X non hanno avuto effetto sulle cellule che non contenevano nanoparticelle caricate di gadolinio.

"Il nostro studio dimostra che è possibile sviluppare un nuovo tipo di radioterapia per il cancro, " dice Tamanoi. "Possiamo aspettarci la radioterapia con maggiore efficacia e meno effetti collaterali".