Un team dell’Università di Kaliningrad ha ideato un sistema antitumorale basato su nanoparticelle magnetiche, materiali infinitamente piccoli costituiti da composti di ferro e ossigeno. Attraverso le nanotecnologie si mira ad arginare gli effetti della leucemia linfoblastica, cancro del sangue molto aggressivo.
TAKEAWAY
- Dalla Russia arriva un nuovo metodo per cercare di fermare la crescita delle cellule tumorali attraverso le nanotecnologie.
- L’Università di Kaliningrad ha utilizzato sostanze compatibili con l’organismo umano e in grado di intervenire sulle cellule tumorali.
- Lo studio pone le basi per sconfiggere le forme più acute di leucemia, senza dover ricorrere alla chemioterapia.
Nanoparticelle e campi magnetici stanno schiudendo scenari inediti, dagli impatti significativi soprattutto in ambito medico. Le nanoparticelle, come suggerisce la parola stessa, sono aggregati molecolari misurabili nell’ordine del nanometro che corrisponde a un miliardesimo di metro. Se ne confrontiamo le dimensioni con quelle delle cellule umane la scala è fino a 10000 volte inferiore, una differenza abissale che può rivelarsi un enorme vantaggio. Agire nel mondo dell’infinitamente piccolo può essere utile ad esempio per contribuire ad arrestare, a livello cellulare, la crescita dei tumori.
Utilizzare le nanotecnologie nella diagnosi e nella cura delle malattie è una sfida che coinvolge numerosi contesti accademici. Tale disciplina rappresenta ad oggi un importante supporto per l’oncologia, soprattutto se affiancata ad altri sistemi e a tecniche di varia natura, da quelle di machine learning fino ai campi magnetici, ovvero gli spazi in cui si verificano fenomeni di attrazione e repulsione tra due o più cariche elettriche.
La combinazione di nanoparticelle e campi magnetici coniuga diverse discipline, tra cui la fisica, la chimica e la scienza dei materiali. Da questa coesione possono nascere soluzioni in grado di contrastare in maniera efficace determinati tipi di cancro.
A dimostrarlo è la recente pubblicazione di un articolo sul Journal of Magnetism and Magnetic Materials, rivista che segnala le più recenti applicazioni tecnologiche del magnetismo. Vediamo come queste ultime possono essere decisive in campo medico.
Nanoparticelle e campi magnetici, lo studio dell’Università di Kaliningrad
L’idea innovativa per creare un ponte tra nanoparticelle e campi magnetici arriva da un team di ricercatori dell’Università Federale Baltica Immanuel Kant, con sede a Kaliningrad, città che si trova in un’enclave posta al confine tra Polonia e Lituania.
La ricerca su nanoparticelle e campi magnetici è stata portata avanti insieme agli esperti di biotecnologie, in particolare di quella branca incentrate sui meccanismi molecolari responsabili della rigenerazione dei tessuti umani.
Per un’indagine solida e accurata è stato essenziale l’apporto dell’immunologia, la branca della biologia che studia le difese del nostro corpo dalle infezioni esterne. Nel rispondere a queste esigenze, alla prima equipe se n’è affiancata una seconda, diretta dalla dott.ssa Larisa Litvinova che ha affermato:
“L’utilizzo di nanoparticelle caratterizzate da particolari forme, dimensioni e composizione chimica rappresenterà in futuro una terapia adatta per intervenire sulle cellule tumorali, senza che vengano modificate, nel corso del processo, anche quelle sane“
L’obiettivo della ricerca è quello di trovare un nuovo sistema che riesca a limitare gli effetti della leucemia, un termine che raggruppa tutti i tumori del sangue, nei quali, cioè, si verifica un forte aumento dei globuli bianchi, causando danni all’organismo.
Nanoparticelle e campi magnetici per guardare oltre la chemioterapia
Nel corso delle sperimentazioni, gli studiosi si sono concentrati sulle nanoparticelle magnetiche, costituite da elementi chimici come il ferro, il nichel e il cobalto.
Per comprenderne meglio le potenzialità, il gruppo di studio ha isolato le nanoparticelle e i campi magnetici dal contesto circostante, osservandole in vitro – ossia un ambiente artificiale e privo di “rumori di fondo” – tutte quelle componenti che potrebbero alterare i risultati della ricerca. Gli scienziati sono riusciti così a modificare la struttura delle nanoparticelle allo scopo di ottenere effetti benefici per i pazienti.
Il progetto ha avuto come focus la LLA, leucemia linfoblastica acuta, la tipologia più diffusa di cancro del sangue che colpisce soprattutto bambini e adolescenti. Attualmente l’unica strada percorribile per guarirne è la chemioterapia, ma all’Università Federale Baltica si è voluto guardare oltre questo metodo, ritenuto molto tossico per l’uomo.
Una soluzione innovativa è stata trovata nell’interazione tra nanoparticelle e campi magnetici, prendendo il caso specifico in cui le prime sono costituite da ossidi di ferro, composti chimici formati da ferro e ossigeno.
Tali sostanze sono state scelte rispetto ad altre per la loro biocompatibilità, ovvero la capacità che hanno di essere metabolizzate dall’uomo, senza causare effetti negativi sulle funzioni vitali. Per intenderci, un materiale biocompatibile non provoca reazioni allergiche, né irritazioni o infiammazioni. Al fine di osservarne meglio il percorso all’interno dell’organismo, i ricercatori hanno contrassegnato gli ossidi di ferro con minuscole etichette fluorescenti.
Un approccio interdisciplinare per lo studio delle colture cellulari
I risultati dello studio hanno dimostrato come l’effetto combinato di nanoparticelle e campi magnetici sia riuscito a influenzare, nell’arco di 24 ore, l’aumento di globuli bianchi prodotto dalla leucemia.
Gli ossidi di ferro, agendo sulle cellule prese in esame, hanno rilasciato alcune sostanze in grado di creare un campo magnetico, dette appunto “magneti permanenti”. I ricercatori le hanno posizionate in punti strategici in modo da ottenere una distribuzione costante per arrivare a tutte le cellule tumorali.
Il lavoro ha coinvolto esperti di numerosi campi, come ha sottolineato la ricercatrice Kateryna Levada, responsabile del Laboratorio di Applicazioni Biomediche dell’Università di Kaliningrad. Dal punto di vista tecnico sono state necessarie ad esempio competenze in ingegneria biomedica, settore che consiste nella progettazione di macchinari e altre soluzioni in ambito sanitario.
“L’approccio interdisciplinare – ha ricordato Levada – è stato determinante nel dimostrare come avviene l’interazione tra nanoparticelle e campi magnetici e come si possa rivelare significativa per le colture cellulari. Dagli sviluppi a cui siamo giunti derivano applicazioni significative in campo medico”
La leucemia linfoblastica, che attacca il midollo osseo, determina, allo stato attuale, la graduale distruzione dell’intero sistema immunitario. Le conclusioni a cui sono giunti gli studiosi russi pongono le basi per un futuro in cui sarà possibile avere soluzioni alternative per provare a curare la leucemia.
