Potrebbero dei nanorobots contrastare le cellule tumorali?
La notizia fa immediatamente tornare alla mente Isaac Asimov e il suo “Fantastic Voyage” del 1966, dove un gruppo di scienziati vengono miniaturizzati con il loro sommergibile e iniettati all’interno del corpo di un “paziente eccellente” per guarirlo dai postumi di un grave attentato.
Oggi sappiamo che la cosa sarà presto possibile e non ci sarà nemmeno bisogno di miniaturizzare un sommergibile, equipaggio compreso, perché saranno apposite nanoparticelle–robots a fare tutto il lavoro per noi e, soprattutto, ad andare a caccia di tumori, anche di dimensioni molto piccole, e distruggerli.
Lo si apprende dalla rivista Nature Communications, leggendo i risultati del lavoro di un team di ricercatori dell’University of California – Davis Cancer Centre – che ha sviluppato un nanorobot multifunzionale, strutturalmente simile a una molecola di porfirina, e quindi chiamato nanoporphyrin, che ha due fondamentali capacità:
- Riconoscere e rendere ben visibile alla risonanza magnetica nucleare la presenza del tumore.
- Attaccarlo e distruggerlo con i farmaci di cui il nanorobot, all’occorrenza un esercito di nanorobots, può venire caricato. Senza alcun effetto sui tessuti sani circostanti.
Nanotecnologia e nanoparticelle
Le nanotecnologie hanno lo scopo di sviluppare la produzione di nanoparticelle. Il prefisso “nano” deriva dall’unità di misura nanometro, corrispondente a 10 alla -9 metri (un miliardesimo di metro) ed è utilizzato per indicare lo sviluppo e la produzione di materiali di dimensioni estremamente piccole. Con il termine nanoparticelle si indicano degli aggregati atomici o molecolari lunghi da 2 a 200 nm. Si parla di nanoparticella quando un singolo aggregato corrisponde a una unità intera e funzionale. I nanorobots antitumori hanno dimensioni da 20 a 30 nm.
Come funzionano i nanorobots?
I ricercatori americani hanno agito a 2 livelli in ciascuno dei quali sono state utilizzate nanoparticelle diverse. Per raggiungere il primo obiettivo, quello di trovare il tumore e renderlo riconoscibile all’esame diagnostico effettuato tramite RMN contrastata, sono state sviluppate nanoparticelle inorganiche con le proprietà di riconoscere le cellule con mutazione neoplastica e, al contempo, di essere particolarmente reattive con le sonde a fluorescenza e con i liquidi di contrasto, come il gadolinio.
Individuato il tumore, si procede a iniettare un vero e proprio “esercito” di nanorobots, armato dei mezzi farmacologicamente efficaci per il tipo di tumore identificato, che penetra le cellule tumorali e le distrugge, rilasciando i farmaci.
Perché le nanoporfirine?
Le porfinine naturali, dal greco “porphyrà“, porpora, sono una classe di composti chimici con un compito importantissimo per consentire le funzioni vitali degli organismi, sia vegetali che animali. Le porfirine naturali sono la clorofilla, responsabile della fotosintesi nei vegetali, e il gruppo EME negli animali che, presente nell’emoglobina, permette la corretta ossigenazione dei tessuti, fungendo da trasportatore per l’ossigeno.
Un’altra particolarità delle porfirine è la fluorescenza rossa, se esposte alla luce.
Queste funzionalità derivano dall’elevata capacità di coniugazione dei legami chimici che le rende estremamente versatili, perché in grado di correlare sostanze diverse, ad esempio metalli, motivo che ha spinto l’industria sia chimica che farmaceutica, alla produzione di porfirine sintetiche. Per le loro caratteristiche sono state scelte dai ricercatori californiani. La fluorescenza, unita alla facilità di integrare con i mezzi di contrasto, permette di individuare più facilmente le lesioni tumorali.
La stessa capacità di legarsi ad altre sostanze chimiche, unita alla naturale vocazione da vettore di ossigeno, favorisce la penetrazione cellulare e permette che vengano caricate con farmaci e istruite a rilasciarli nelle cellule tumorali. Per questa funzione vengono utilizzate porfirine organiche con struttura leggera.
Certo, le difficoltà di sviluppo e in particolare quelle di “istruire” le nanoparticelle sono imponenti e, tuttavia, vista la velocità con la quale la diffusione del cancro aumenta in tutto il mondo, non resta che sperare che gli eserciti di nanorobots siano pronti al più presto.