Con una svolta nella terapia del cancro, un team di ricercatori del Magzoub Biophysical Lab della New York University Abu Dhabi (NYUAD) ha fatto un progresso significativo nelle terapie basate sulla luce:nanosfere biocompatibili e biodegradabili mirate al tumore che combinano il rilevamento e il monitoraggio del tumore con potenti, terapia antitumorale attivata dalla luce per aumentare notevolmente l'efficacia degli approcci esistenti basati sulla luce.
Le terapie non invasive basate sulla luce, la terapia fotodinamica (PDT) e la terapia fototermica (PTT) hanno il potenziale per essere alternative sicure ed efficaci ai trattamenti antitumorali convenzionali, che sono afflitti da una serie di problemi, tra cui una serie di effetti collaterali e complicazioni post-trattamento.
Tuttavia, fino ad oggi, lo sviluppo di tecnologie efficaci per il cancro basate sulla luce è stato ostacolato, tra le altre sfide, dalla scarsa solubilità, dalla bassa stabilità e dalla mancanza di specificità del tumore. Anche i nanovettori progettati per fornire PDT e PTT in modo più efficace hanno dimostrato di avere limitazioni significative.
PDT e PTT utilizzano approcci diversi per attaccare i tumori. La PDT utilizza l'irradiazione laser per attivare un fotosensibilizzatore in grado di generare specie reattive dell'ossigeno (ROS), una sostanza chimica altamente reattiva tossica per le cellule tumorali. Nel PTT, una molecola chiamata agente fototermico converte la luce assorbita in calore, con la conseguente ipertermia che porta alla distruzione parziale o completa del tessuto tumorale.
Nell'articolo intitolato "PH-Responsive Upconversion Mesoporous Silica Nanospheres for Combined Multimodal Diagnostic Imaging and Targeted Photodynamic and Photothermal Cancer Therapy", pubblicato sulla rivista ACS Nano , il gruppo di ricerca presenta lo sviluppo di nanosfere di silice mesoporosa (ALUMSN) funzionalizzate con peptidi, con membrana razionale innescata dall'acidità, rivestite con lipidi/PEG.
Queste nanosfere multifunzionali mirate al tumore proteggono i fotosensibilizzatori incapsulati e gli agenti fototermici dalla degradazione e forniscono queste molecole direttamente alle cellule tumorali. Gli ALUMSN consentono il rilevamento e il monitoraggio dei tumori attraverso l'imaging termico e a fluorescenza, nonché la risonanza magnetica (MRI). Gli ALUMSN facilitano anche la PDT e il PTT indotti dalla luce laser nel vicino infrarosso (NIR), che in combinazione migliorano l'efficacia di entrambe le fototerapie per ridurre i tumori senza tossicità sistemica rilevabile.
"Poiché il ROS è una molecola altamente reattiva con una vita molto breve e un raggio d'azione limitato, è fondamentale che una quantità sufficiente di molecola fotosensibilizzante sia presente nel tessuto tumorale affinché la PDT sia efficace", ha spiegato Loganathan Palanikumar, ricercatore della NYUAD. scienziato e ricercatore senior nel laboratorio Magzoub.
"Inoltre, l'ipertermia localizzata richiesta per il PTT dipende da un significativo accumulo di agenti fototermici all'interno dei tumori." La capacità dei nanovettori sviluppati dal team della NYUAD di aumentare l'efficienza con cui i fotosensibilizzatori e gli agenti fototermici vengono somministrati al tumore rappresenta un progresso fondamentale.
"Sono disperatamente necessari nuovi approcci terapeutici per migliorare l'arsenale esistente di trattamenti contro il cancro", ha affermato Mazin Magzoub, professore associato di biologia della NYUAD, il cui laboratorio si concentra sullo sviluppo di nuove terapie e sistemi di somministrazione di farmaci.
"Le nanosfere multifunzionali core-shell che il nostro team ha sviluppato aiutano a superare i problemi che hanno limitato l'efficacia delle principali terapie basate sulla luce, offrendo una promettente nanopiattaforma mirata al tumore che facilita l'imaging diagnostico multimodale e una potente terapia combinatoria contro il cancro. Questo lavoro apre un entusiasmante la via da seguire per il progresso delle cure antitumorali basate sulla luce."
Ulteriori informazioni: Nanosfere di silice mesoporosa di conversione sensibile al pH per l'imaging diagnostico multimodale combinato e la terapia mirata del cancro fotodinamica e fototermica, ACS Nano (2023).
Informazioni sul giornale: ACS Nano
Fornito dalla New York University
