I nanofili di ferro rivestiti di farmaco che possono essere guidati al sito di un tumore utilizzando un campo magnetico esterno prima di attivare un meccanismo di uccisione del cancro in tre fasi potrebbero fornire un'opzione efficace per la terapia del cancro.

Co-sviluppato dai ricercatori KAUST, questi nanofili rilasciano il loro carico di farmaci all'interno delle cellule tumorali, mentre perforano anche la membrana cellulare e rilasciano un'esplosione di calore. Mentre la terapia combinata massimizza la morte delle cellule cancerose, la sua natura altamente mirata dovrebbe ridurre al minimo gli effetti collaterali.

Il ferro era il materiale ovvio per realizzare i nanofili, dice Jürgen Kosel, che guida il gruppo di KAUST, che include Jasmeen Merzaban e Boon Ooi, e che ha co-diretto il lavoro con i ricercatori del CIC biomaGUNE di San Sebastian, Spagna.

La prima considerazione è la sicurezza. "Ferro da stiro, in forma molecolare, è un materiale nativo nei nostri corpi, essenziale per il trasporto di ossigeno, " spiega Kosel. I nanofili comprendono un nucleo di ferro, rivestito con un guscio di ossido di ferro. "I nanomateriali a base di ossido di ferro sono stati approvati dagli organismi di regolamentazione per l'uso nella risonanza magnetica e come integratore alimentare in caso di carenza nutrizionale, " lui dice.

Oltre alla loro biocompatibilità, le proprietà magnetiche dei materiali a base di ferro sono un vantaggio chiave. "Utilizzando campi magnetici innocui, possiamo trasportarli; concentrarli nell'area desiderata; ruotarli o farli vibrare, come abbiamo fatto in questo studio; e persino rilevarli attraverso la risonanza magnetica, "dice Aldo Martínez-Banderas, un membro della squadra di Kosel. Applicando campi magnetici a bassa potenza, il team ha agitato i nanofili in modo da aprire la membrana delle cellule bersaglio, inducendo la morte cellulare.

L'ulteriore vantaggio è che i nanofili core-shell assorbono fortemente la luce nel vicino infrarosso, riscaldando mentre lo fanno. Poiché la luce a questa lunghezza d'onda può penetrare molto nel corpo, i nanofili potrebbero essere riscaldati utilizzando laser diretti al sito del tumore. "I nanofili core-shell hanno mostrato un'efficienza di conversione fototermica estremamente elevata di oltre l'80%, che si traduceva in una grande dose di calore intracellulare, " dice Martínez-Banderas.

Finalmente, il farmaco antitumorale doxorubicina è stato attaccato ai nanofili tramite linker sensibili al pH. Poiché l'ambiente tumorale è in genere più acido del tessuto sano, il linker degradato selettivamente all'interno o vicino alle cellule tumorali, rilasciando il farmaco dove è necessario. "La combinazione di trattamento ha portato all'ablazione quasi completa delle cellule tumorali ed è stata più efficace dei trattamenti individuali o del solo farmaco antitumorale, " dice Martínez-Banderas.

"Presi insieme, le capacità dei nanomateriali a base di ferro li rendono molto promettenti per la creazione di nanorobot biomedici, che potrebbe rivoluzionare la sanità, " aggiunge Kosel. "Anche se questo potrebbe sembrare futuristico, gli sviluppi sono sulla buona strada".