Il cancro è una delle malattie più temute e combattute del nostro tempo. La chemioterapia, nonostante sia stata una delle grandi conquiste mediche del XX secolo, presenta numerosi effetti collaterali, tra cui perdita di capelli, nausea, indebolimento del sistema immunitario e persino infertilità e danni ai nervi. Questo perché i farmaci chemioterapici sono tossici e, pur essendo progettati per uccidere le cellule cancerogene, finiscono per danneggiare anche i tessuti sani a causa della somiglianza tra le due tipologie cellulari.
Una svolta nel trasporto mirato dei farmaci
Recentemente, due team di ricerca del Caltech hanno sviluppato un sistema di somministrazione di farmaci completamente nuovo, che promette di trattare il cancro in modo più mirato. Questo sistema utilizza farmaci attivati dall’ultrasuono, che agiscono esclusivamente dove sono necessari nel corpo, riducendo così il danno ai tessuti sani.
Ultrasuoni e meccanofori: una combinazione vincente
Il sistema è stato sviluppato nei laboratori di Maxwell Robb, professore assistente di chimica, e Mikhail Shapiro, professore di ingegneria chimica e ingegneria medica e investigatore dell’Howard Hughes Medical Institute. I ricercatori hanno combinato **vescicole gassose** (capsule piene d’aria di proteine trovate in alcuni batteri) e meccanofori (molecole che subiscono un cambiamento chimico quando sottoposte a forza fisica) per creare questa piattaforma innovativa.
Il funzionamento del sistema di somministrazione
In presenza di ultrasuoni, le vescicole gassose si rompono, attivando i meccanofori che rilasciano una molecola più piccola e desiderata. Questo processo permette di concentrare l’energia degli ultrasuoni esattamente dove è necessaria, trasformando le vescicole in microscopiche “bombe” che attivano il meccanoforo.
Ultrasuoni attivati meccanofori
La sfida iniziale era attivare i meccanofori con ultrasuoni senza danneggiare i tessuti circostanti. La tecnologia delle vescicole gassose di Shapiro ha fornito la soluzione, sfruttando la loro tendenza a vibrare quando colpite da onde ultrasoniche. In questo caso, le vescicole vengono fatte vibrare così intensamente da rompersi, focalizzando l’energia dell’ultrasuono.
Potenziale futuro e implicazioni
Yuxing Yao, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Shapiro, afferma che questa è la prima volta che l’ultrasuono focalizzato è stato in grado di controllare una reazione chimica specifica in un contesto biologico. Questo apre una nuova strada per l’uso della meccanochimica in medicina. Sebbene finora la piattaforma sia stata testata solo in condizioni di laboratorio controllate, in futuro i ricercatori prevedono di testarla in organismi viventi.
Il finanziamento per la ricerca è stato fornito da diverse fondazioni e istituti, tra cui l’Arnold and Mabel Beckman Foundation, la David and Lucile Packard Foundation, il Resnick Sustainability Institute, l’Institute for Collaborative Biotechnologies e il National Institute of General Medical Sciences dei National Institutes of Health.
Mikhail Shapiro è inoltre membro affiliato del Tianqiao and Chrissy Chen Institute for Neuroscience. Questo lavoro rappresenta un passo avanti significativo nella lotta contro il cancro, offrendo la possibilità di un trattamento più efficace e con minori effetti collaterali, grazie all’innovativo uso degli ultrasuoni per attivare i farmaci direttamente nel punto desiderato.
