I ricercatori hanno progettato e creato nanotubi peptoidi per l'imaging e la terapia mirati delle cellule tumorali. Utilizzando una combinazione di chemioterapia e terapie fotodinamiche, i nanotubi erano altamente efficienti nell'uccidere le cellule tumorali (Nanotubi peptoidi:nanotubi peptoidi bioinspirati per imaging cellulare mirato e terapia chemio-fotodinamica/Small 43/2019/Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH &Co. KGaA. Riprodotto con permesso).
Un trattamento preciso e non tossico che colpisce le cellule del cancro del polmone su scala nanometrica è in grado di uccidere efficacemente le cellule anche a basse dosi.
I ricercatori della Washington State University e del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) del Department of Energy hanno utilizzato minuscoli tubi realizzati con molecole organiche chiamate peptoidi per fornire farmaci antitumorali in modo mirato.
La ricerca, guidato da Yuehe Lin, professore nella Scuola di Ingegneria Meccanica e dei Materiali della WSU, e Chun-Long Chen, uno scienziato ricercatore senior al PNNL e un membro della facoltà congiunto presso l'Università di Washington, è stata pubblicata come storia di copertina sulla prestigiosa rivista Piccolo .
I nanotubi di ispirazione biologica, che sono circa centomila volte più sottili di un capello umano, sono stati arrotolati da nanofogli simili a membrane. Le molecole dei farmaci, coloranti fluorescenti e molecole contro il cancro sono stati posizionati con precisione all'interno dei nanotubi, consentendo loro di monitorare l'efficienza della somministrazione del farmaco nelle cellule tumorali.
La nuova tecnologia consente ai due farmaci, uno per la chemioterapia e l'altro per un trattamento di terapia fotodinamica meno invasiva, di essere somministrati direttamente alle cellule tumorali. La terapia fotodinamica utilizza una sostanza chimica che, quando esposto alla luce, rilascia specie reattive dell'ossigeno (ROS) che uccidono le cellule tumorali. L'approccio a doppio farmaco dei ricercatori ha consentito l'uso di una dose inferiore di farmaci antitumorali rispetto all'utilizzo di un singolo farmaco, portando all'uccisione efficace delle cellule tumorali con bassa tossicità.
"Progettando con precisione questi nanotubi con coloranti fluorescenti e molecole mirate al cancro, gli scienziati possono individuare chiaramente le cellule tumorali e tenere traccia delle prestazioni del regime farmacologico, ", ha detto Lin. "Possiamo anche monitorare come i nanotubi entrano e rilasciano i farmaci all'interno della cellula tumorale".
Il team ha testato i nanotubi su cellule tumorali polmonari e ha scoperto che hanno rilasciato il farmaco chemioterapico doxorubicina direttamente nelle cellule tumorali a rapida divisione, con conseguente uccisione del cancro altamente efficiente mentre si utilizzano meno farmaci chemioterapici.
"Questo è un approccio promettente per il targeting di precisione con pochi danni alle cellule circostanti sane, " disse Lin.
Mentre altri nanomateriali, come i nanotubi di carbonio, sono stati utilizzati per fornire e monitorare farmaci antitumorali, i ricercatori hanno scoperto che sono tossici per il corpo. Per di più, non riuscivano a riconoscere con precisione le molecole.
"Utilizzando questi peptoidi, siamo stati in grado di sviluppare nanotubi altamente programmabili e un meccanismo di consegna biocompatibile, " ha affermato Chen. "Abbiamo anche sfruttato l'elevata stabilità del peptoide e il suo imballaggio ben controllato per sviluppare nanotubi altamente stabili".
"Grazie alla loro struttura unica, questi nanotubi possono essere facilmente assemblati per l'uso nella terapia del cancro e rimanere nel corpo più a lungo per il trattamento, " disse Lin.
