Gli scienziati dell’Indian Institute of Science (IISc) hanno sviluppato un nuovo approccio per rilevare e potenzialmente uccidere le cellule tumorali, in particolare quelle che formano una massa tumorale solida. Secondo uno studio pubblicato su ACS Applied Nano Materials, hanno creato nanoparticelle ibride fatte di oro e solfuro di rame che possono uccidere le cellule tumorali utilizzando il calore e consentirne il rilevamento utilizzando le onde sonore. .
La diagnosi precoce e il trattamento sono fondamentali nella battaglia contro il cancro. Le nanoparticelle di solfuro di rame hanno già ricevuto attenzione per la loro applicazione nella diagnosi del cancro, mentre le nanoparticelle d’oro, che possono essere modificate chimicamente per colpire le cellule tumorali, hanno mostrato effetti antitumorali. Nel presente studio, il team dell'IISc ha deciso di combinare questi due in nanoparticelle ibride.
"Queste particelle hanno proprietà fototermiche, stress ossidativo e fotoacustiche", afferma Jaya Prakash, professoressa assistente presso il Dipartimento di strumentazione e fisica applicata (IAP), IISc, e uno dei corrispondenti autori dell'articolo. Dottorato di ricerca gli studenti Madhavi Tripathi e Swathi Padmanabhan sono i co-primi autori.
Quando la luce colpisce queste nanoparticelle ibride, queste assorbono la luce e generano calore, che può uccidere le cellule tumorali. Queste nanoparticelle producono anche atomi di ossigeno singoletto tossici per le cellule. "Vogliamo che entrambi questi meccanismi uccidano la cellula tumorale", spiega Jaya Prakash.
I ricercatori affermano che le nanoparticelle possono anche aiutare a diagnosticare alcuni tumori. I metodi esistenti come le scansioni TC e MRI autonome richiedono professionisti di radiologia addestrati per decifrare le immagini. La proprietà fotoacustica delle nanoparticelle consente loro di assorbire la luce e generare onde ultrasoniche, che possono essere utilizzate per rilevare le cellule tumorali con contrasto elevato una volta che le particelle le raggiungono.
Le onde ultrasoniche generate dalle particelle consentono una risoluzione dell'immagine più accurata poiché le onde sonore si diffondono meno quando attraversano i tessuti rispetto alla luce. Le scansioni create dalle onde ultrasoniche generate possono anche fornire una migliore chiarezza e possono essere utilizzate per misurare la saturazione di ossigeno nel tumore, aumentandone il rilevamento.
"È possibile integrarlo con i sistemi esistenti di rilevamento o trattamento", afferma Ashok M Raichur, professore presso il Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e un altro autore corrispondente. Ad esempio, le nanoparticelle possono essere indotte a produrre calore puntando una luce su di esse utilizzando un endoscopio solitamente utilizzato per lo screening del cancro.
Le nanoparticelle sviluppate in precedenza hanno applicazioni limitate a causa delle loro grandi dimensioni. Il team dell'IISc ha utilizzato un nuovo metodo di riduzione per depositare minuscoli semi d'oro sulla superficie del solfuro di rame. Le nanoparticelle ibride risultanti, di dimensioni inferiori a 8 nm, possono potenzialmente viaggiare facilmente all'interno dei tessuti e raggiungere i tumori.
I ricercatori ritengono che le piccole dimensioni delle nanoparticelle permetterebbero loro di lasciare il corpo umano in modo naturale senza accumularsi, anche se devono essere condotti studi approfonditi per determinare se sono sicure da usare all'interno del corpo umano.
Nel presente studio, i ricercatori hanno testato le loro nanoparticelle su linee cellulari di cancro ai polmoni e al collo dell’utero in laboratorio. Ora intendono portare avanti i risultati per lo sviluppo clinico.
Ulteriori informazioni: Madhavi Tripathi et al, Sintesi galvanica mediata da semi di nanoibridi CuS-Au per applicazioni foto-teranostiche, Nanomateriali applicati ACS (2023). DOI:10.1021/acsanm.3c02405
Fornito dall'Indian Institute of Science
