Gli scienziati del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) hanno progettato un protocollo ecologico per sintetizzare nanoparticelle d'oro con morfologia ottimizzata per l'assorbimento della luce nel vicino infrarosso utilizzando una biomolecola chiamata peptide B3. Nella loro carta, riportano la sintesi di nanopiastre d'oro triangolari e circolari e la loro efficacia nell'uccidere le cellule tumorali convertendo la luce assorbita in calore, fornendo utili spunti per lo sviluppo di terapie antitumorali non invasive.

Nella terapia del cancro, l'efficacia di un approccio è determinata dalla sua capacità di preservare le cellule non cancerose. In poche parole, maggiore è il danno collaterale, maggiori sono gli effetti collaterali di una terapia. Una situazione ideale è quella in cui solo le cellule cancerose possono essere prese di mira e distrutte. A questo proposito, la terapia fototermica, un approccio in cui le cellule tumorali infuse con nanoparticelle d'oro possono essere riscaldate e distrutte usando la luce del vicino infrarosso (NIR) che è fortemente assorbita dalle nanoparticelle d'oro, è emersa come una strategia promettente grazie alla sua natura minimamente invasiva.

"Poiché la luce NIR è in grado di penetrare nei tessuti biologici, può illuminare le nanoparticelle d'oro all'interno del corpo e trasformarle in agenti di riscaldamento delle cellule di dimensioni nanometriche, " spiega il Prof. Masayoshi Tanaka del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Giappone, che ricerca nanomateriali per applicazioni biomediche.

In particolare, le nanopiastre d'oro (AuNPls) sono estremamente attraenti come agenti terapeutici fototermici grazie al loro efficiente assorbimento della luce NIR. Però, la sintesi di queste nanoparticelle richiede reagenti aggressivi e condizioni altamente tossiche, rendendo pericoloso il processo. In un nuovo studio, Il prof. Tanaka e i suoi collaboratori del Regno Unito (Università di Leeds) e della Corea (Chung-Ang University) hanno ora affrontato questo problema sviluppando un protocollo più sicuro ed ecologico per la sintesi di AuNPl, i cui risultati sono pubblicati in ACTA Biomateriali .

Il team ha preso il suggerimento da un processo chiamato "biomineralizzazione" che utilizza biomolecole per generare nanoparticelle metalliche con strutture sintonizzabili. "Peptidi, o corte catene di amminoacidi, sono candidati particolarmente attraenti per questo scopo a causa delle loro dimensioni e stabilità relativamente piccole. Però, il loro uso per la produzione di nanoparticelle di Au con strutture ottimizzate per un efficiente assorbimento NIR non è stato ancora segnalato, "dice il prof. Tanaka.

Motivata, il team ha iniziato identificando i peptidi adatti alla mineralizzazione degli AuNPls e, dopo aver selezionato oltre 100 peptidi, ha deciso di esaminare il potenziale di un peptide denominato B3 per la sintesi di AuNPls con struttura controllabile che possono fungere da agenti di conversione fototermica.

In un processo chiamato "una sintesi pot, " la squadra ha mescolato un sale d'oro, HAuCl4, insieme al peptide B3 e ai suoi derivati ​​a varie concentrazioni in una soluzione tampone (una soluzione acquosa resistente alle variazioni di pH) a pH neutro e AuNPls sintetizzati di forma triangolare e circolare con diversi livelli di assorbimento NIR in base alla concentrazione del peptide.

Il team ha quindi testato l'effetto degli AuNPls su cellule tumorali coltivate in condizioni irradiate e ha scoperto che mostravano gli effetti terapeutici desiderati. Per di più, sulla caratterizzazione del peptide mediante derivati ​​B3, hanno scoperto che un amminoacido chiamato istidina governava la struttura degli AuNPls.

"Questi risultati forniscono non solo un metodo sintetico facile ed ecologico per AuNPls, ma anche informazioni sulla regolazione della sintesi di nanoparticelle a base di peptidi, " commenta entusiasta il Prof. Tanaka. "Questo potrebbe aprire le porte a nuove tecniche per la sintesi non tossica di agenti terapeutici di nanoparticelle".

Infatti, potremmo aver colpito l'oro con nanoparticelle d'oro!