Nella ricerca oncologica, dove la sfida principale resta quella di colpire le cellule tumorali risparmiando i tessuti sani, un gruppo di scienziati della RMIT University di Melbourne ha sviluppato una nuova classe di nanoparticelle capaci di sfruttare le vulnerabilità intrinseche delle cellule cancerose. Si tratta di nanodot realizzati con ossido di molibdeno, un composto metallico comunemente impiegato nell'elettronica e nelle leghe industriali, che in test di laboratorio hanno dimostrato una selettività sorprendente: distruggono le cellule tumorali a un ritmo tre volte superiore rispetto a quelle sane, senza necessitare di attivazione luminosa come molte altre tecnologie similari.
Il principio alla base di questa innovazione risiede nella differente condizione metabolica tra cellule normali e cellule neoplastiche. Come spiega la dottoressa Baoyue Zhang della School of Engineering della RMIT, "le cellule cancerose vivono già in una condizione di stress superiore rispetto a quelle sane. Le nostre particelle aumentano questo stress quel tanto che basta per innescare l'autodistruzione nelle cellule tumorali, mentre quelle sane riescono a gestire la situazione senza problemi". Questo approccio sfrutta dunque uno stato di fragilità preesistente nel microambiente tumorale, dove l'equilibrio ossidativo è già alterato a causa dell'intensa attività metabolica richiesta dalla crescita incontrollata.
Dal punto di vista metodologico, il team guidato dal professor Jian Zhen Ou ha modificato la struttura chimica dell'ossido di molibdeno attraverso l'aggiunta di quantità minime di idrogeno e ammonio. Questa precisa calibrazione ha alterato la gestione degli elettroni da parte delle nanoparticelle, permettendo loro di generare specie reattive dell'ossigeno (ROS) in concentrazioni elevate. Le ROS sono molecole instabili che possono danneggiare componenti cellulari vitali come DNA, membrane lipidiche e proteine, innescando il processo di apoptosi, ovvero la morte cellulare programmata che l'organismo utilizza fisiologicamente per eliminare cellule danneggiate o malfunzionanti.
Gli esperimenti condotti finora hanno utilizzato colture cellulari in vitro, nello specifico cellule di carcinoma cervicale, e hanno documentato un tasso di morte cellulare triplo nelle linee tumorali rispetto a quelle sane nell'arco di 24 ore. È fondamentale sottolineare che si tratta di ricerca ancora in fase preliminare: i nanodot non sono stati testati su modelli animali né tantomeno su esseri umani. Tuttavia, i risultati ottenuti suggeriscono una strategia promettente che potrebbe evitare uno dei principali effetti collaterali delle terapie oncologiche convenzionali, ovvero il danneggiamento indiscriminato dei tessuti sani.
La collaborazione internazionale che ha reso possibile questo studio ha coinvolto ricercatori del Florey Institute of Neuroscience and Mental Health di Melbourne, della Southeast University, della Hong Kong Baptist University e della Xidian University in Cina. Il progetto è sostenuto dall'ARC Centre of Excellence in Optical Microcombs (COMBS), un centro di eccellenza australiano dedicato alle tecnologie fotoniche avanzate. La dottoressa Shwathy Ramesan del Florey Institute ha contribuito alla caratterizzazione degli effetti biologici delle nanoparticelle, confermando che "il risultato è stato quello di ottenere particelle capaci di generare stress ossidativo selettivamente nelle cellule cancerose in condizioni di laboratorio".
Un aspetto particolarmente interessante di questa tecnologia riguarda la scelta del materiale. A differenza di molte nanoparticelle metalliche utilizzate in ricerca biomedica, che impiegano metalli nobili come oro o argento (costosi e con potenziali problemi di tossicità), l'ossido di molibdeno rappresenta un'alternativa più economica e già ampiamente utilizzata in ambito industriale. Il molibdeno, pur essendo un metallo raro in termini geologici, ha applicazioni consolidate che ne permettono una produzione su larga scala, fattore che potrebbe facilitare un'eventuale traslazione dalla ricerca di base alla pratica clinica.
I passi successivi identificati dal team della RMIT prevedono lo sviluppo di sistemi di rilascio mirato, capaci di far attivare le nanoparticelle esclusivamente all'interno del microambiente tumorale, riducendo ulteriormente i rischi per i tessuti sani. Sarà inoltre necessario perfezionare il controllo sulla produzione di specie reattive dell'ossigeno e avviare collaborazioni con aziende biotecnologiche o farmaceutiche per condurre studi preclinici su modelli animali. Solo dopo questa fase sarà possibile valutare la sicurezza e l'efficacia in trial clinici umani, un percorso che richiederà anni di ricerca prima di poter trasformare questa promettente scoperta in una terapia disponibile per i pazienti.
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