Scienziati della Immanuel Kant Baltic Federal University (IKBFU) e della National University of Science and Technology "MISiS" hanno studiato come le nanoparticelle magnetiche influenzano le cellule tumorali nel fegato umano. A parere degli autori, questa ricerca aiuterà a trattare l'oncologia. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Nano Convergenza .

A causa delle loro proprietà uniche, le nanoparticelle magnetiche possono essere utilizzate per la diagnostica terapeutica e il trattamento personalizzato delle malattie oncologiche, oltre ad essere un efficace agente di contrasto per l'esame MRI e l'imaging dei tumori.

È noto che le cellule tumorali umane possono assorbire nanoparticelle magnetiche. Questa proprietà può essere utilizzata nella terapia del cancro in almeno tre modi:riscaldamento locale di un tumore quando esposto a un campo magnetico variabile (ipertermia magnetica), somministrazione mirata di farmaci, o effetti citotossici selettivi delle nanoparticelle sulle cellule tumorali.

Gli scienziati del Laboratorio IKBFU di nuovi materiali magnetici hanno studiato le peculiarità dell'influenza delle nanoparticelle sugli organelli cellulari e hanno familiarizzato in dettaglio con le peculiarità dei processi intracellulari utilizzando diverse linee di cellule di cancro al fegato. Piccoli oggetti come le nanoparticelle possono essere facilmente "mangiati" dalle cellule, ma questo non sempre accade, in alcuni casi, le nanoparticelle possono danneggiare la struttura di una cellula, penetrarlo e ucciderlo. Aggiungendo nanoparticelle di ossido di ferro di varie forme al mezzo nutritivo delle cellule, gli scienziati sono stati in grado di verificare il grado e la natura dei cambiamenti nella coltura cellulare.

Secondo gli autori dello studio, il comportamento delle cellule cancerose dipende dalla concentrazione di nanoparticelle nella soluzione e, più importante, il tipo di cancro. Il fatto è che cellule diverse rispondono in modo diverso alle stesse particelle. Questo rende possibile creare uno strumento basato su nanoparticelle, sopprimere selettivamente le cellule tumorali mantenendo intatte le cellule sane.

Gli scienziati hanno condotto esperimenti su come le cellule cancerose nel fegato umano reagiscono a vari tipi di nanoparticelle magnetiche. Hanno scoperto che i nanocubi ei nanocluster di ossido di ferro sono in grado di attivare determinati geni che danno un "comando di autodistruzione" alle cellule del cancro del fegato. Questa scoperta fa luce sui meccanismi che regolano la morte cellulare causata dalla citotossicità delle nanoparticelle.

Maxim Abakumov, coautore della ricerca, capo del laboratorio di materiali biomedici NUST "MISiS" ha dichiarato:"Il meccanismo dell'effetto tossico è associato alla progressiva permeabilità delle membrane lisosomiali negli epatociti, che provoca i processi di apoptosi e autofagia, fondamentalmente, 'morte cellulare.'"

Secondo Valeria Rodionova, il capo del laboratorio di nuovi materiali magnetici dell'IKBFU, i risultati della ricerca possono essere utilizzati per la diagnosi e la terapia del cancro.

Valeria Rodionova ha detto, "Questo progetto interdisciplinare ha riunito scienziati di diversi campi:fisica, chimici, e biologi. Il nostro lavoro congiunto ci ha permesso non solo di sintetizzare tipi unici di nanoparticelle, ma anche di analizzare i meccanismi di specifici percorsi di segnalazione cellulare che attivano nella cellula".

La cooperazione nel mondo scientifico si rivela spesso determinante nella ricerca. Così, studi microscopici sono stati effettuati nel laboratorio di biofisica, sotto la supervisione del dottor Oleg Lunov, capo del laboratorio (Istituto di fisica dell'Accademia ceca delle scienze). Allo studio hanno preso parte anche scienziati dell'Università russa di chimica e tecnologia Mendeleev.