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I magneti catturano le cellule cancerose
Le nanoparticelle magnetiche rivestite con una molecola mirata specializzata sono state in grado di attaccarsi alle cellule tumorali nei topi e trascinarle fuori dal corpo. I risultati sono descritti in uno studio pubblicato online questo mese nel Giornale della Società Chimica Americana . Gli autori dello studio, ricercatori del Georgia Institute of Technology, sperano che la nuova tecnica possa un giorno fornire un modo per testare e potenzialmente anche curare il cancro ovarico metastatico.
Cerca e distruggi : Le nanoparticelle magnetiche (sopra, in rosso) ricoperte di peptidi antitumorali possono individuare e attaccare le cellule cancerose come quella mostrata sopra. I peptidi sono stati progettati per legarsi con una molecola trovata sulla superficie delle cellule del cancro ovarico. I ricercatori sperano di utilizzare le nanoparticelle per filtrare le cellule cancerose dal fluido addominale di pazienti con cancro ovarico, forse prevenendo le metastasi.
È un approccio abbastanza nuovo, utilizzare particelle magnetiche in vivo per cercare di sequestrare le cellule cancerose, afferma Michael King , professore associato di ingegneria biomedica presso la Cornell University, non coinvolto nello studio.
Con il cancro ovarico, la metastasi si verifica quando le cellule si staccano dal tumore primario e galleggiano libere nella cavità addominale. Se i ricercatori potessero usare le nanoparticelle magnetiche per intrappolare le cellule cancerose alla deriva ed estrarle dal fluido addominale, potrebbero prevedere e forse prevenire le metastasi. Sebbene le nanoparticelle siano state testate all'interno dei corpi dei topi, gli autori prevedono un dispositivo esterno che rimuoverà il fluido addominale di un paziente, filtrerà magneticamente le cellule tumorali e quindi restituirà il fluido al corpo. Dopo l'intervento chirurgico per rimuovere il tumore primario, un paziente si sottoporrebbe al trattamento per rimuovere eventuali cellule tumorali sparse. I ricercatori stanno attualmente sviluppando un filtro di questo tipo e testandolo sul fluido addominale di pazienti affetti da cancro.
È possibile che le particelle non debbano mai entrare nel corpo del paziente, afferma John McDonald , direttore scientifico dell'Ovarian Cancer Institute presso la Georgia Tech e autore senior dell'articolo. Sarebbe preferibile, perché in questo modo non devi preoccuparti di alcuna potenziale tossicità.
Le particelle, che hanno un diametro di appena 10 nanometri o meno, hanno magnetite con punte di cobalto nel loro nucleo. La maggior parte delle volte non sono magnetici, ma quando è presente un magnete, ne vengono fortemente attratti. Sulla superficie delle particelle c'è un peptide, una piccola molecola simile a una proteina, progettata per attaccarsi a un marcatore che sporge dalla maggior parte delle cellule tumorali ovariche.
Per testare la nuova tecnologia, i ricercatori hanno iniettato prima le cellule cancerose e poi le nanoparticelle magnetiche nelle cavità addominali dei topi. Le cellule cancerose sono state contrassegnate con un marcatore fluorescente verde e le nanoparticelle con uno rosso. Quando il team ha portato un magnete vicino alla pancia di ogni topo, un'area concentrata di bagliore verde e rosso è apparsa appena sotto la pelle, indicando che le nanoparticelle si erano attaccate alle cellule tumorali e le avevano trascinate verso il magnete.
Sebbene questo esperimento abbia dimostrato che le nanoparticelle potrebbero intrappolare almeno alcune cellule cancerose all'interno del corpo, non è ancora chiaro quale percentuale di cellule cancerose sia stata catturata e rimossa. Sono previsti test per individuare tale proporzione.
Il re di Cornell sospetta che la tecnologia possa essere più adatta a diagnosticare, piuttosto che a curare, le metastasi. Penso che questa tecnologia abbia molto più potenziale per la diagnostica e per l'individuazione delle cellule cancerose, afferma. Non sono del tutto convinto che possa essere usato per filtrare in modo significativo le cellule cancerose come terapia.
Una tecnologia simile che utilizza perline rivestite di anticorpi per separare le cellule cancerose si è già dimostrata efficace in vitro, ma gli autori del nuovo studio ritengono che le nanoparticelle magnetiche avranno meno probabilità di causare una risposta immunitaria indesiderata e sono quindi più adatte per l'uso all'interno del corpo. E poiché sembrano legarsi più fortemente degli anticorpi ai loro bersagli, afferma McDonald, potrebbero essere in grado di estrarre meglio le cellule tumorali.
L'ideale sarebbe cercare di ottenere tutto, ma dubito che accadrebbe, dice McDonald. Ma crediamo che potremmo ridurre significativamente il numero e quindi abbassare la probabilità di metastasi.
Per ora, il trattamento sembra particolarmente adatto al cancro ovarico; la maggior parte degli altri tumori metastatizza attraverso le cellule che galleggiano nel flusso sanguigno piuttosto che nel fluido addominale. Ma alla fine, il team spera di adattare le particelle per l'uso nel sangue, magari estendendo il loro uso non solo ad altri tipi di cancro, ma anche a malattie virali come l'HIV. Per fare ciò, affermano i ricercatori, dovranno sviluppare molecole mirate altamente specifiche per ciascuna malattia per garantire che le cellule del sangue sane siano risparmiate.
Per testare la fattibilità dell'utilizzo delle nanoparticelle nel flusso sanguigno, Ken Scarberry, uno studente laureato presso la Georgia Tech e coautore dello studio, riferisce di osservarle in azione in un sistema circolatorio artificiale che è passato sotto un microscopio a fluorescenza. Quando un magnete è stato posizionato vicino alla lente del microscopio, è stato possibile vedere che tutte le cellule sono state immediatamente sequestrate di lato e non si sono mosse mentre il fluido continuava a fluire, afferma Scarberry. Questa tecnologia ha così tante possibilità. In questo momento, penso che stiamo solo grattando la superficie con esso.