Professor Jan C.M. dell'Università di Tecnologia di Eindhoven van Hest ha annunciato una svolta nel trattamento del cancro non invasivo. Il suo Istituto per i sistemi molecolari complessi ha collaborato con diversi istituti di ricerca cinesi per testare una nanotecnologia che affronta gli svantaggi della terapia fotodinamica, un trattamento del cancro emergente. Di recente è stato pubblicato sulla rivista un articolo che illustra in dettaglio il test di successo della metodologia ACS Nano .

La terapia fotodinamica (PDT) è una terapia non tossica, trattamento non chirurgico del cancro che è in aumento in diversi paesi, in particolare negli Stati Uniti e in Cina. Un paziente viene iniettato con un composto chiamato fotosensibilizzante, che reagisce alla luce. Una volta che il fotosensibilizzatore è vicino alle cellule tumorali, è attivato da un laser. La reazione crea ossigeno singoletto, che distrugge le cellule vicine. Mirare al laser e al fotosensibilizzatore consente loro di distruggere le cellule tumorali. La PDT attiva anche indirettamente il sistema immunitario, che poi attacca anche il cancro.

Un punto di svolta per i tumori vicini alla pelle

La PDT ha il potenziale per essere un punto di svolta per il trattamento del cancro al seno, cancro alla prostata, linfomi e altri tumori abbastanza vicini alla pelle da essere raggiunti dal laser. Non ha gli effetti collaterali della chemio o i rischi della chirurgia. Per lavorare bene, però, tre problemi devono essere risolti. Primo, il fotosensibilizzante deve essere diretto ad accumularsi intorno al tumore. Secondo, la reazione ha bisogno di molecole di ossigeno per creare ossigeno singoletto, e i tumori creano ambienti a basso contenuto di ossigeno. Terzo, i tumori hanno una sostanza difensiva che scompone l'ossigeno singoletto.

Il team di ingegneri biomedici del professor van Hest ha progettato una singola nanoparticella che potrebbe risolvere tutti e tre i problemi. È rivestito con polimeri che vengono attivati ​​dall'ambiente acido del tumore per attaccarsi al tumore. I polimeri sono tenuti insieme dal fotosensibilizzatore, fungendo sia da container che da carico chiave. Una catalasi trasportata dalla particella rompe il perossido di idrogeno dal tumore per produrre un'abbondanza di ossigeno. Nel frattempo, un altro composto nella particella scompone la sostanza difensiva e, come un bell'effetto collaterale, rilascia manganese che facilita l'imaging MRI.

"È una soluzione elegante in cui ogni pezzo lavora insieme per disabilitare i meccanismi di difesa del tumore, " dice il professor van Hest. I componenti vengono distrutti nella loro reazione prevista o facilmente eliminati dal sistema. Meglio di tutti, le particelle sarebbero relativamente facili da produrre in serie. Prima che ciò potesse accadere, però, il team aveva bisogno di testare la loro teoria.

Risultati di successo, ma sono necessari ulteriori test

Professor van Hest, che è affiliato ai Dipartimenti di Ingegneria Biomedica e Ingegneria Chimica e Chimica, ha lavorato con Ph.D. studente e membro del China Scholarship Council Jianzhi Zhu per supervisionare un team che includeva laboratori nel TU/e ​​Bio-organic Chemistry Group, Università di Donghua e Università di Fudan. TU/e utilizza questo tipo di collaborazione internazionale per rimanere all'avanguardia nella ricerca. Guidato in Cina dal professor Xiangyang Shi dell'Università di Donghua, le prove hanno dimostrato che la particella era efficace nell'affrontare i tre problemi con la PDT.

Il team spera che i risultati positivi delle loro prove porteranno a ulteriori test di questo trattamento rivoluzionario. Prima che vada in prove umane, dovrà essere testato in sistemi più complessi per verificarne la sicurezza e l'efficacia. Intanto, il team sta esaminando una funzione motoria guidata dalla luce che spingerebbe la nanoparticella più in profondità nei tumori, dove può essere più efficace. È un'eccitante possibilità, poiché la nanomedicina e i nanomotori sono troppo spesso isolati come discipline separate.

Con la pubblicazione del loro articolo in ACS Nano , il team attende con impazienza ulteriori scoperte nell'uso della PDT e della nanotecnologia per trattare i tumori in modo efficace e sicuro.