Alcuni tipi di farmaci fotoattivati e attivati dalla luce possono essere utilizzati per combattere il cancro. Ma i tumori profondi, circondati da tessuti, sangue e ossa, sono fuori dalla portata degli effetti terapeutici della luce. Ecco perché ingegneri e scienziati dell’Università di Notre Dame hanno progettato un dispositivo LED impiantabile e wireless. Questo dispositivo funziona con un colorante sensibile alla luce per distruggere le cellule tumorali.
Il sistema mobilita anche la risposta del sistema immunitario al cancro esistente. La ricerca è stata pubblicata in Fotodiagnostica e terapia fotodinamica.
Molecole che assorbono la luce
“Alcuni colori della luce penetrano più in profondità nei tessuti rispetto ad altri.” Università
Thomas O’Sullivan, docente senior di ingegneria elettrica e coautore dell’articolo. Ad esempio, afferma che la luce verde non penetra in profondità e quindi non ha la capacità di produrre una risposta più forte contro le cellule tumorali.
Prima che la luce possa essere efficace nel distruggere le cellule tumorali, è necessario somministrare alle cellule un colorante contenente molecole che assorbono la luce. Quando il dispositivo è acceso, il colorante converte la luce in energia. Questa energia rende tossico l’ossigeno nelle cellule, inducendo le cellule tumorali a rivoltarsi contro se stesse.
Anche altri trattamenti attaccano l’ossigeno nelle cellule, ma con questo dispositivo anche le cellule vengono uccise. Lavorando insieme, la studentessa di biochimica Hayley Sanders e la studentessa di ingegneria elettrica Song Hoon Ru hanno notato che le cellule trattate si stavano gonfiando. Secondo i ricercatori, questa è una caratteristica di un tipo di morte cellulare, la piroptosi, che è particolarmente efficace nello stimolare la risposta immunitaria.
Reazione a catena
L’obiettivo dei ricercatori è indurre una piccola quantità di morte cellulare pericitica, che poi stimola il sistema immunitario ad attaccare il cancro. Studi futuri utilizzeranno il dispositivo sui topi per vedere se una risposta letale al cancro che inizia in un tumore innesca anche il sistema immunitario ad attaccare altri tumori cancerosi.
O’Sullivan ha osservato che il dispositivo, che ha le dimensioni di un chicco di riso, potrebbe essere iniettato direttamente in un tumore canceroso e attivato a distanza con un’antenna esterna. L’obiettivo è utilizzare il dispositivo non solo per somministrare il trattamento, ma anche per monitorare la risposta del tumore, regolando la potenza del segnale e i tempi secondo necessità.
Altri progetti di ricerca
Questa ricerca è stata uno dei quattro progetti finanziati attraverso le sovvenzioni inaugurali della ricerca transdisciplinare traslazionale (STIR). Queste sovvenzioni, lanciate dal Notre Dame College of Science e dal College of Engineering nel 2023, mirano a promuovere progetti di ricerca scientifica e ingegneristica nel campo della salute umana, dell’ambiente e della tecnologia dell’informazione.
Nel marzo di quest’anno è stato annunciato che l’UMC Utrecht aveva avviato un nuovo studio per sviluppare ulteriormente l’MR-Linac. È un potente tour de force tecnologico che combina uno scanner MRI e una macchina per radiazioni. Il progetto, sostenuto da una sovvenzione NWO di 1,7 milioni di euro, mira a trattamenti più brevi e più mirati di soli 15 minuti. La ricerca si concentra sui trattamenti oncologici in tempo reale, rendendo i trattamenti non solo più efficienti ma anche meno stressanti.
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