Un gruppo internazionale di ricercatori del NUST MISIS e della Clemson University (Clemson, U.S.) ha proposto un nuovo metodo per produrre nanoparticelle d'oro basato sulla sintesi sotto l'influenza della radiazione ultravioletta. Il metodo esclude l'uso di agenti chimici aggressivi e le nanoparticelle ottenute sono sicure per l'organismo e possono essere utilizzate per la diagnosi e il trattamento del cancro. I risultati sono pubblicati sulla rivista scientifica internazionale Scienza dei biomateriali .

Il cancro rimane una delle cause di morte più comuni al mondo. Perciò, i ricercatori non smettono di cercare modi per diagnosticare e curare il cancro, comprese quelle legate all'utilizzo delle sempre più diffuse nanotecnologie oggigiorno.

Le nanoparticelle d'oro sono utilizzate nel processo di catalisi, nell'elettronica, celle solari, ma sono di grande interesse per la biomedicina. Il loro importante vantaggio è una combinazione di proprietà necessarie per il cosiddetto bioimaging, questo è, una diagnosi dettagliata del tumore e la successiva terapia.

Le nanoparticelle d'oro sono comunemente usate come agenti di bioimmagine nella tomografia computerizzata. La terapia del tumore mediante nanoparticelle d'oro può essere effettuata mediante la cosiddetta terapia fototermica, quando le particelle si accumulano prima nel tumore e poi si riscaldano sotto l'influenza di un campo esterno e distruggono le cellule tumorali.

I metodi esistenti per la produzione di nanoparticelle d'oro richiedono solitamente l'uso di agenti chimici abbastanza aggressivi, che complica il loro ulteriore utilizzo in biomedicina o richiedono diverse fasi di sintesi, che rende la produzione più costosa.

Nel loro lavoro, scienziati di NUST MISIS e Clemson University propongono un nuovo metodo "amico dell'ambiente" per la produzione di nanoparticelle d'oro, in cui il sale d'oro HAuCl4 viene miscelato con un copolimero costituito da acido polilattico-polietilenglicole in presenza di alcol polivinilico e uno speciale fotoiniziatore Irgacure. La nuova tecnologia elimina l'uso di sostanze aggressive e agenti chimici tossici per un organismo vivente.

"Nonostante un elenco di componenti lungo e un po' spaventoso, tutti sono altamente biocompatibili e sono utilizzati attivamente in biomedicina, " disse Roman Akasov, un ricercatore associato presso il Laboratorio di nanomateriali biomedici NUST MISIS, uno dei coautori di questo lavoro. - La miscela risultante viene miscelata sotto l'azione degli ultrasuoni, formando una doppia emulsione acqua-olio-acqua. Quindi può essere irradiato con luce ultravioletta, a seguito della quale si formano nanoparticelle d'oro nella soluzione. In questo caso, le particelle sono circondate da un polimero, che conferisce loro le proprietà di biocompatibilità e stabilità in soluzioni acquose. In questo caso, l'emulsione vira da biancastra-trasparente a rossa, che è un indicatore del successo della fotopolimerizzazione. La dimensione delle particelle nei nostri esperimenti era di circa 100 nanometri, che è adatto per applicazioni biomediche, e le particelle non erano tossiche per le cellule".

Nel lavoro, gli autori sono stati anche in grado di dimostrare che le nanoparticelle d'oro si accumulano nel citoplasma delle cellule, sia il glioma tumorale che le cellule immunitarie, i macrofagi. Questo apre la possibilità di diagnosi e terapia individuali dei tumori. Nel futuro, si prevede di modificare la superficie delle nanoparticelle con molecole speciali per trovare un tumore nel corpo. Però, i ricercatori offrono un'altra opzione per utilizzare il loro metodo, come biocostruttore.

Le emulsioni ottenute possono essere introdotte nella cellula o addirittura nel corpo anche prima della fase di fotopolimerizzazione (il processo di sintesi dei polimeri sotto l'influenza della luce) e sintetizzate in nanoparticelle d'oro direttamente nel tessuto in esame. Inoltre, le proprietà delle nanoparticelle ottenute consentiranno di analizzare le caratteristiche dell'ambiente di vita in cui si trovano, che può essere uno strumento importante per lo studio della biologia della cellula e dei processi che in essa avvengono.

Attualmente, il gruppo prosegue una serie di esperimenti di laboratorio nell'ambito della fase preclinica della ricerca.