Si tratta di nanoparticelle di vetro ricoperte in oro che sono in grado di localizzare i tumori e distruggerli poco dopo in un’esplosione di calore.

L’utilizzo di questo tipo di particelle potrebbe accelerare le cure contro il cancro e ridurre l’uso di farmaci spesso potenzialmente tossici. “Questo sistema potrebbe anche rendere i trattamenti antitumorali meno cari”, afferma Andre Gobin della Rice University di Houston, Texas, coinvolto nella creazione di queste particelle.

Nel 2003 Jennifer West, supervisore di Gobin, mostrò come queste nanosfere di silicio ricoperte da uno strato di oro potessero distruggere i tumori nei topi, lasciando invece intatto il tessuto sano. I vasi sanguigni che circondano i tumori sono più sottili di quelli che si trovano nel tessuto sano, così le sfere iniettate nel flusso sanguigno tendono ad accumularsi a livello dei siti tumorali. Illuminando poi il tumore con un laser che emette vicino agli infrarossi, un gran numero di elettroni che si trovano liberi attorno agli atomi di oro viene eccitato attraverso un processo chiamato risonanza plasmonica. Un processo che libera calore uccidendo le cellule tumorali circostanti.

Comunque, prima che questo possa accadere i medici devono essere sicuri di trovare tutti i siti tumorali. Per farlo effettuano esami diagnostici come TAC (tomografia assiale computerizzata) o RM (risonanza magnetica). Questo ulteriore passaggio può portare a molteplici visite in ospedale e a più farmaci per il paziente.

Adesso il gruppo di ricercatori ha messo a punto le dimensioni delle nanoparticelle in modo tale che possano anche spargere parte della radiazione. Questo vuol dire che ogni sito cancerogeno si illuminerà sotto gli infrarossi a bassa energia e successivamente potrà essere riscaldato con il laser. “Possiamo usare una singola particella per assolvere due compiti e nessuno dei due aspetti ne risulterà sminuito” afferma Gobin.

Per realizzare questo progetto i ricercatori hanno dovuto raggiungere un punto di equilibrio. Le sfere più piccole, infatti, convertono più radiazione in calore e ciò le rende migliori nella distruzione dei tumori. Le particelle più grandi, però, riescono a disperdere più radiazione. Una caratteristica assai importante per la fase diagnostica utile alla localizzazione dei siti tumorali. In passato le sfere avevano un diametro di 120 nanometri e potevano disperdere solo il 15 per cento della luce con cui erano state illuminate. Il resto veniva convertito in calore. Il gruppo della West ha aumentato le dimensioni di queste particelle fino a 140 nanometri di diametro, riuscendo così a convertire il 67 per cento della luce in calore, disperdendone il restante 33 per cento.

I ricercatori hanno poi iniettato le nuove particelle in topi affetti da carcinoma del colon e hanno usato una tecnica denominata “tomografia ottica a coerenza di fase” per testare ler qualità diagnostiche di queste nanosfere. Questo ha comportato prima l’illuminazione del tessuto con una luce a bassa energia e vicina agli infrarossi, poi la misurazione della luce riflessa nei punti in cui veniva dispersa dalle nanosfere. Grazie a questi esperimenti è stato visto che le nanoparticelle permettono al tessuto tumorale di illuminarsi il 56 per cento in più rispetto al tessuto sano.

Il gruppo di studiosi ha poi illuminato per tre minuti ogni tumore con un laser ’infrarosso di maggiore energia, in modo tale da scaldare il tessuto. Dopo poche settimane hanno visto che i tumori erano stati quasi completamente distrutti. Infatti l’80 per cento dei topi trattati è sopravvissuto per più di sette settimane, mentre i gruppi di controllo sono morti dopo sole 3 settimane.

Poiché la tomografia ottica a coerenza di fase riesce a penetrare soltanto fino a 2 millimetri, “oggi la fase diagnostica risulta utile solo per localizzare quei tumori che si trovano in superficie, come quelli alla cervicale, nella bocca e i tumori della pelle”, sottolinea Gobin. I ricercatori stanno pensando a come modificare ulteriormente le nanoparticelle per riuscire a lavorare anche con radiazioni più penetranti come i raggi X. La Nanospectra Biosciences con base a Houston, co-fondata da West, inizierà i test clinici delle nanosfere sugli uomini nei prossimi due mesi.