Un team guidato dal professor Choi Hong-Soo del Dipartimento di robotica e ingegneria meccatronica del DGIST ha scoperto un metodo per migliorare la penetrazione delle nanoparticelle magnetiche nelle cellule tumorali e i loro effetti di ipertermia magnetica attraverso la ricerca sul disassemblaggio della catena e sui meccanismi di propulsione magnetica utilizzando un sistema rotazionale. campo magnetico.
Pubblicato sulla rivista ACS Nano , il loro studio si è concentrato sulla somministrazione di agenti magnetoterapeutici utilizzando campi magnetici, un'area che riceve attenzione nel campo del trattamento del cancro. Si prevede che contribuirà in modo significativo migliorando l'efficienza della somministrazione dei farmaci e gli effetti terapeutici nei trattamenti mirati contro il cancro.
Recentemente, lo sviluppo di terapie mirate che trattano selettivamente le cellule tumorali ha guadagnato attenzione nel campo del trattamento del cancro. Tra questi, è in corso la ricerca sui trasportatori magnetici che colpiscono le cellule tumorali utilizzando campi magnetici. Tuttavia, sorge un problema quando le nanoparticelle magnetiche sono esposte a un campo magnetico uniforme con una forma generale; formano lunghe catene nella direzione del campo magnetico, rendendo difficile la penetrazione nelle cellule tumorali o nei tumori e riducendo l'efficacia terapeutica.
In risposta, il team guidato dal professor Choi Hong-Soo del DGIST ha analizzato l'interazione tra il comportamento delle nanoparticelle magnetiche e la resistenza alla viscosità fluida utilizzando un campo magnetico rotazionale unico, conducendo ricerche sui meccanismi di disassemblaggio della catena che possono controllare selettivamente la lunghezza della catena delle nanoparticelle magnetiche. /P>
Il gruppo di ricerca mirava a verificare diversi fattori utilizzando un modello tumorale 3D (sferoidi tumorali), come la regolazione della lunghezza delle catene di nanoparticelle magnetiche attraverso un campo magnetico rotazionale, un maggiore assorbimento cellulare e un migliore trattamento dell'ipertermia magnetica per le cellule tumorali.
Innanzitutto, il team ha verificato il meccanismo di disassemblaggio della catena delle nanoparticelle magnetiche indotto da un campo magnetico rotazionale. Prendendo di mira le cellule tumorali e gli sferoidi tumorali, hanno indotto un maggiore assorbimento e penetrazione cellulare guidando nanoparticelle magnetiche con un campo magnetico rotazionale.
Utilizzando la microscopia a fluorescenza per l'imaging di nanoparticelle magnetiche fluorescenti intracellulari e la microscopia elettronica a trasmissione per l'osservazione di sezioni trasversali di cellule e sferoidi, hanno dimostrato che l'uso di un campo magnetico rotazionale ha portato alla penetrazione più profonda di cellule e sferoidi tumorali rispetto ai gruppi di confronto (quelli esposti ad un campo magnetico uniforme e quelli non esposti ad alcun campo magnetico).
Inoltre, hanno indotto la distruzione delle cellule tumorali utilizzando campi magnetici alternati per confermare gli effetti dell’ipertermia magnetica delle nanoparticelle magnetiche in ciascun gruppo. Il gruppo con il più alto tasso di penetrazione dovuto al campo magnetico rotazionale ha mostrato i risultati del trattamento più efficaci. Ciò ha confermato che il disassemblaggio della catena e la propulsione magnetica delle nanoparticelle magnetiche attraverso campi magnetici rotazionali possono migliorare l'assorbimento cellulare, la penetrazione e, in definitiva, gli effetti terapeutici delle nanoterapie magnetiche.
Il professor Choi Hong-Soo del DGIST ha dichiarato:"Abbiamo verificato che la propulsione magnetica attraverso i campi magnetici rotazionali aiuta l'assorbimento e la penetrazione delle nanoparticelle magnetiche nelle cellule tumorali e negli sferoidi tumorali, migliorando in definitiva l'efficacia del trattamento del tumore. Ci aspettiamo che la tecnologia sviluppata attraverso questo la ricerca può essere ampiamente utilizzata per migliorare gli effetti terapeutici nel trattamento mirato del cancro utilizzando la terapia magnetica."
Ulteriori informazioni: Junhee Choi et al, Assorbimento intracellulare magneticamente potenziato di nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetiche per la terapia antitumorale, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c03780
Informazioni sul giornale: ACS Nano
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