Nanoparticulele cu formă unică, cu încălzire rapidă, opresc creșterea tumorii ovariene

Un grup de cercetători de la Oregon State University a creat nanoparticule magnetice cu o formă inovatoare - un „cub” prins între două „piramide” - care pot încălzi rapid țesutul tumoral, determinând slăbirea sau distrugerea celulelor maligne. Acest progres promite să îmbunătățească semnificativ eficacitatea tratamentelor pentru tumorile ovariene și, posibil, pentru alte tipuri de cancer.
Deși hipertermia indusă prin nanoparticule magnetice este o tehnică folosită de mult timp împotriva cancerului, eficiența ei rămâne modestă din cauza necesității injectării directe a nanoparticulelor în tumori (pentru a atinge temperaturi terapeutice peste 44 °C). Formele și compozițiile nanoparticulelor disponibile până acum nu puteau genera suficientă căldură în cazul administrării sistemice (intravenoase).

Acizii grași magnetici din fier oxidat (iron oxide) reprezintă de ani buni o opțiune de tratament, însă este esențială optimizarea formei și a compoziției pentru a obține rate de absorbție și de încălzire ridicate. Scopul este atingerea rapidă, localizată și sigură a temperaturii necesare pentru a compromite celulele tumorale, fără a produce toxicitate majoră în restul organismului.

Despre studiu

Cercetătorii au folosit o metodă în doi pași, numită „însămânțare și creștere”, pentru a sintetiza nanoparticule de oxid de fier dopat cu cobalt (Co-IONPs) cu o morfologie de tip bipiramidă cubică.  

• Compoziție: fier oxid + cobalt (dopajul fiind o tehnică prin care se adaugă cobalt pentru a amplifica proprietățile magnetice).
• Formă: nanoparticulele au un „nucleu cubic” flancat de două piramide, arhitectură care potențează semnificativ răspunsul termic sub acțiunea unui câmp magnetic alternant.
• Tehnici de funcționalizare: particulele au fost asociate cu un peptid țintit (LHRH), facilitând concentrarea lor în țesutul tumoral ovarian după administrarea intravenoasă.
• Sistem de testare: modele de șoareci cu tumori ovariene - un mod relevant de a evalua eficiența terapeutică și gradul de toleranță al organismului.

Parametri tehnici și doze

• Eficiență de încălzire: nanoparticulele ating un rata de creștere a temperaturii de aproximativ 3,73 °C pe secundă când sunt expuse la un câmp magnetic de frecvență 315 kHz și o intensitate de 26,8 kA/m.  
• Doză scăzută: intrarea particulelor în fluxul sanguin, urmată de localizarea lor în tumoră, necesită o concentrație relativ mică (4 mg/kg) pentru a genera temperatura dorită.  
• Timp de tratament: la șoareci a fost de 30 de minute într-o singură sesiune, suficientă pentru a stopa creșterea tumorilor ovariene.

Rezultate

• Nanoparticulele bipiramidă cubică dopate cu cobalt s-au acumulat eficient în tumorile ovariene la șoareci, generând rapid temperaturi ce depășesc 50 °C în interiorul țesutului tumoral.  
• Astfel de temperaturi, superioare pragului de 44 °C, au slăbit masiv celulele maligne și au întrerupt dezvoltarea tumorilor, fără a fi necesară injectarea directă în neoplasm.  
• S-a observat o singură sesiune de hipertermie, de numai 30 de minute, care a dus la oprirea creșterii tumorilor, subliniind potențialul clinic major al acestei tehnici în cazul cancerelor greu accesibile pentru injecții directe.  
• Doza redusă și eficiența termică sporită înseamnă un risc scăzut de toxicitate sistemică și reacții adverse.

Concluzie

Noul design al nanoparticulelor magnetice, bazat pe dopaj cu cobalt și formă bipiramidă cubică, reprezintă un pas important în tratamentul cancerului ovarian. Abilitatea lor de a încălzi rapid tumorile peste 50 °C deschide perspectiva unor protocoale de tratament minim invazive, aplicabile și altor tipuri de tumori dificil de abordat. Prin administrare intravenoasă, aceste particule pot fi folosite pentru tratamentul cu hipertermie magnetică, oferind o soluție mai accesibilă și mai sigură pentru pacienți decât metodele actuale de injectare directă în tumoră.