Un gruppo di ricerca guidato da scienziati dell’Università Nazionale di Singapore (NUS) ha sviluppato un nuovo tipo di nanozima in grado di generare ossigeno singoletto in un ambiente ipossico. Questa svolta potrebbe portare allo sviluppo di trattamenti contro il cancro più efficaci e ad altre applicazioni che richiedono la produzione di ossigeno singoletto.
L’ossigeno singoletto è una forma di ossigeno altamente reattiva che può danneggiare le cellule e il DNA, rendendolo un promettente agente terapeutico contro il cancro e altre malattie. Tuttavia, la maggior parte dei metodi convenzionali per generare ossigeno singoletto richiedono la presenza di ossigeno, il che limita la loro efficacia in ambienti ipossici come i tumori solidi.
Il nuovo nanoenzima del team NUS si basa su un singolo atomo di ferro incorporato in una matrice di carbonio. Questo nanoenzima può generare in modo efficiente ossigeno singoletto anche in assenza di ossigeno, rendendolo un candidato promettente per le terapie antitumorali tolleranti all’ipossia.
Oltre al suo potenziale per il trattamento del cancro, il nuovo nanozima potrebbe essere utilizzato anche in altre applicazioni che richiedono la produzione di ossigeno singoletto, come la purificazione e la disinfezione dell’acqua.
I risultati del team NUS sono stati pubblicati sulla rivista Nature Nanotechnology.
Sfondo
L'ossigeno singoletto è una forma di ossigeno altamente reattiva che ha due elettroni spaiati. Ciò lo rende molto più reattivo del più comune ossigeno tripletto, che ha due elettroni accoppiati. L’ossigeno singoletto può reagire con una varietà di molecole nelle cellule, tra cui DNA, proteine e lipidi, causando danni che possono portare alla morte cellulare.
L'ossigeno singoletto è prodotto naturalmente nel corpo da una varietà di enzimi, tra cui la NADPH ossidasi e la xantina ossidasi. Tuttavia, la produzione di ossigeno singoletto è spesso strettamente regolamentata, poiché può essere dannosa per le cellule.
Negli ultimi anni, c’è stato un crescente interesse nell’uso dell’ossigeno singoletto come agente terapeutico per il cancro e altre malattie. L’ossigeno singoletto può uccidere le cellule tumorali danneggiandone il DNA e altri componenti cellulari. Tuttavia, la maggior parte dei metodi convenzionali per generare ossigeno singoletto richiedono la presenza di ossigeno, il che limita la loro efficacia in ambienti ipossici come i tumori solidi.
Il nuovo nanozima del team NUS
Il nuovo nanoenzima del team NUS si basa su un singolo atomo di ferro incorporato in una matrice di carbonio. Questo nanoenzima può generare in modo efficiente ossigeno singoletto anche in assenza di ossigeno, rendendolo un candidato promettente per le terapie antitumorali tolleranti all’ipossia.
Il nanozyme funziona utilizzando l'atomo di ferro per catalizzare la reazione del perossido di idrogeno e del bicarbonato per formare ossigeno singoletto. Questa reazione non richiede ossigeno, quindi il nanoenzima può ancora produrre ossigeno singoletto in ambienti ipossici.
Potenziali applicazioni
Il nuovo nanozima del team NUS potrebbe avere una serie di potenziali applicazioni nel trattamento del cancro e in altri settori. Alcune potenziali applicazioni includono:
* Terapia del cancro: Il nanoenzima potrebbe essere utilizzato per fornire ossigeno singoletto direttamente alle cellule tumorali, uccidendole e lasciando illese le cellule sane.
* Depurazione dell'acqua: L'ossigeno singoletto può essere utilizzato per uccidere batteri e altri microrganismi presenti nell'acqua, rendendolo un potenziale agente di purificazione dell'acqua.
* Disinfezione: L’ossigeno singoletto può essere utilizzato anche per disinfettare le superfici, rendendolo un potenziale strumento per il controllo delle infezioni.
Il team NUS sta attualmente lavorando per sviluppare ulteriormente il proprio nanozima ed esplorarne le potenziali applicazioni.
