Utilizzo di nanoparticelle magnetiche per il trattamento del cancro
Le nanotecnologie hanno un enorme potenziale nella ricerca medica e nel trattamento delle malattie. Lo sviluppo di nanomateriali è passato da singole particelle a strutture multicomponente note come nanoibridi, che offrono nuove proprietà da sfruttare. I nanoibridi magnetici a base di ferro hanno proprietà magnetiche uniche e bassi livelli di tossicità, qualità che li rendono promettenti candidati per la diagnostica e la terapia in nanomedicina, che comprende l’ipertermia magnetica (MHT), un trattamento che utilizza il calore generato da nanomateriali per indurre la morte delle cellule tumorali. «L’ipertermia magnetica è un metodo non invasivo per la terapia del cancro che utilizza nanoparticelle magnetiche, sottoposte a un campo magnetico alternato per il riscaldamento locale fino alla temperatura terapeutica di 42-45 °C», spiega Aram Manukyan, responsabile del Laboratorio di fisica dello stato solido presso l’Istituto di ricerca fisica, Accademia nazionale delle scienze dell’Armenia(si apre in una nuova finestra). Nel progetto MaNaCa(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, i ricercatori hanno cercato di stabilire una solida base di ricerca per le nanoparticelle di ossido di ferro nella diagnosi, nella terapia e nel trattamento del cancro, cercando anche di migliorarne le capacità nelle applicazioni mediche. Il progetto ha unito le competenze di tre università europee: Università Aristotele(si apre in una nuova finestra) in Grecia, Università di Duisburg-Essen(si apre in una nuova finestra) in Germania e l’Istituto per la ricerca fisica dell’Accademia nazionale delle scienze in Armenia, nonché gli specialisti della ricerca Intelligentsia Consultants(si apre in una nuova finestra). «I risultati ottenuti, pubblicati su riviste di alto livello, sono considerati competitivi per un ulteriore sfruttamento biomedico», afferma Manukyan.
Migliorare l’efficienza di riscaldamento delle nanoparticelle
Il team ha studiato le caratteristiche strutturali e magnetiche dei nanoibridi magnetici, utilizzando strutture di nuova generazione presso organizzazioni partner europee, come il microscopio elettronico a trasmissione ad alta risoluzione (HRTEM), la magnetometria, la diffrazione a raggi X e dispositivi di ipertermia altamente sensibili. Per migliorare l’efficienza di riscaldamento delle nanoparticelle, il team ha sperimentato diverse strategie, tra cui la modifica di parametri fisici, come le dimensioni, la magnetizzazione di saturazione e l’anisotropia effettiva delle nanoparticelle, ovvero la capacità di un materiale di assumere proprietà diverse se misurato in direzioni diverse. Le nanoparticelle ibride, un sistema costituito da due o più componenti, possono essere regolate per avere caratteristiche magnetiche diverse, fornendo una MHT ad alta efficienza. Le indagini del team sull’ipertermia con particelle magnetiche hanno rivelato che il fattore determinante dell’efficienza di riscaldamento è il contenuto di ferro.
Creare connessioni multidisciplinari
Le connessioni stabilite attraverso il progetto MaNaCa hanno fornito una formazione multidisciplinare a giovani ricercatori nel campo emergente dell’alta tecnologia della teranostica magnetica, un trattamento innovativo e personalizzato del cancro. «La formazione dei ricercatori nella fase iniziale della loro carriera prevedeva una metodologia scientifica multidisciplinare ed esperienze pratiche in laboratorio», osserva Manukyan. Il progetto ha permesso lo scambio di personale tra le università per condividere le conoscenze di questo settore emergente. «Inoltre, le attività del progetto hanno incluso formazione tecnica e delle competenze trasversali, consulenze per lo sviluppo della carriera, pubblicazioni congiunte, partecipazione congiunta a conferenze, organizzazione di scuole estive, workshop e una conferenza internazionale», osserva Manukyan. Il team di MaNaCa ha organizzato la https://conference-service.com/conferences/am/magnetism.html («prima conferenza internazionale su “Armenia’s Perspectives in Current Oncology Theranostics” (APRICOT)») in Armenia. L’evento ha esplorato l’uso dei nanoibridi magnetici in una serie di aree biomediche, tra cui il trattamento con ipertermia, la diagnostica medica, i dispositivi di rilevamento, la rimozione delle tossine e la somministrazione di farmaci. «Possiamo considerare la conferenza come un grande risultato del progetto», afferma Manukyan. «È stata la prima conferenza tenutasi in Armenia relativa ai nanoibridi magnetici in biomedicina e abbiamo intenzione di organizzarla regolarmente».