I ricercatori di Skoltech e i loro colleghi dell'Hadassah Medical Center hanno sviluppato particelle nanostrutturate ibride che possono essere guidate magneticamente verso il tumore, tracciati dalla loro fluorescenza e spinti a rilasciare il farmaco su richiesta mediante ultrasuoni. Questa tecnologia può aiutare a rendere la chemioterapia antitumorale più mirata. Il documento è stato pubblicato sulla rivista Colloidi e Superfici B:Biointerfacce .

Gli attuali trattamenti per il cancro includono la chemioterapia, immunoterapia, radiazione, e chirurgia, ma questi spesso non sono abbastanza selettivi da colpire solo il tumore e non i tessuti sani intorno ad esso. Sono inoltre altamente tossici per l'intero organismo, che rende la terapia difficile da tollerare per il paziente. Una soluzione a questi problemi è la cosiddetta terapia focale, e specificamente consegnando farmaci al tumore in nanoparticelle, per i quali sono stati esplorati diversi materiali biocompatibili. Tale tecnologia può essere utilizzata anche per scopi diagnostici, aumentare l'imaging medico.

Il team Skoltech, guidato dal professor Dmitry Gorin del Center for Photonics and Quantum Materials e dal professor Timofei Zatsepin del Center for Life Sciences, sviluppato particelle nanostrutturate multifunzionali contenenti nanoparticelle magnetiche, coloranti fluorescenti Cy5 o Cy7, e il farmaco doxorubicina. La risonanza magnetica è stata eseguita dal Dr. Kirill Petrov dell'Hadassah Medical Center. Dispersione della luce dinamica, tomografia fluorescente, e gli studi istologici sono stati eseguiti utilizzando l'attrezzatura della Bioimaging and Spectroscopy Core Facility dell'Istituto di scienza e tecnologia di Skolkovo.

Queste minuscole capsule possono essere guidate magneticamente nei siti specifici del tumore, fornire un buon contrasto nella risonanza magnetica ad alta risoluzione, optoacustico, e imaging fluorescente, e può essere attivato per rilasciare il farmaco con gli ultrasuoni. Le capsule multicomponente consentono la multifunzionalità delle capsule:multimodalità per l'imaging (fluorescente, optoacustico, risonanza magnetica), rilascio a distanza (ultrasuono focalizzato), e navigazione (gradiente di campo magnetico).

"I vettori per la somministrazione di farmaci sono stati preparati combinando due metodi. Il primo è stato suggerito dai coautori di questo articolo in precedenza ed è chiamato metodo indotto dal congelamento (FIL). Questo metodo è stato applicato con successo per il caricamento di particelle submicroniche di vaterite da parte di sostanze inorganiche nanoparticelle, proteine, farmaci a basso peso molecolare, ecc. Le particelle di vaterite fungevano da modelli per i vettori di somministrazione dei farmaci e venivano rimosse dopo la formazione di un guscio polimerico. Il secondo metodo è l'assemblaggio strato per strato che è stato utilizzato per la formazione del guscio biodegradabile del polimero, "Spiega Gorin.

Il team ha utilizzato esperimenti in vitro e studi su animali in vivo per dimostrare che il metodo è funzionale:sono stati in grado di mostrare un aumento del rilascio mirato di doxorubicina nel fegato dopo il rilascio mediato dagli ultrasuoni.

"Questa tecnologia dovrebbe superare gli studi preclinici che utilizzano modelli animali per valutare l'efficienza terapeutica e la sicurezza di tale sistema di somministrazione di farmaci. Sarà il prossimo passo della nostra ricerca, "Note di Zatsepin.