I ricercatori hanno creato un dispositivo LED impiantabile che, abbinato a un farmaco attivato dalla luce, offre un nuovo approccio per trattare efficacemente i cancro interni. Forme specifiche di luce, quando accoppiate con un farmaco attivato dalla luce, possono fungere da trattamento efficace e non invasivo per i tumori sulla pelle o vicini ad essa. Tuttavia, i tumori situati in profondità nel corpo, protetti da tessuti, sangue e ossa, rimangono inaccessibili ai benefici terapeutici della luce.
Per estendere i benefici della luce a questi tumori più difficili da raggiungere, gli ingegneri e gli scienziati dell’Università di Notre Dame hanno ideato un dispositivo LED wireless che può essere impiantato. Questo dispositivo, combinato con un colorante sensibile alla luce, non solo distrugge le cellule tumorali, ma mobilita anche la risposta del sistema immunitario mirata al cancro. La ricerca è stata pubblicata su Photodiagnosis and Photodynamic Therapy.
Il ruolo del colore della luce nel trattamento è cruciale. “Alcuni colori di luce penetrano più in profondità nei tessuti rispetto ad altri”, ha affermato Thomas O’Sullivan, professore associato di ingegneria elettrica e coautore dello studio. Si è scoperto che il tipo di luce, in questo caso il verde, che non penetra così in profondità, ha la capacità di produrre una risposta più robusta contro le cellule tumorali.
Prima che la luce possa essere efficace nella distruzione delle cellule tumorali, deve essere somministrato un colorante con molecole che assorbono la luce. Il dispositivo si accende, il colorante trasferisce la luce in energia e questa energia rende tossico l’ossigeno delle cellule stesse, trasformando in pratica le cellule tumorali contro se stesse.
Mentre altri trattamenti sfruttano anche l’ossigeno delle cellule, questo dispositivo causa una forma particolarmente fortuita di morte cellulare.
“In collaborazione, la studentessa di biochimica Hailey Sanders e il dottorando in ingegneria elettrica SungHoon Rho hanno osservato acutamente che le cellule trattate si gonfiavano, segno distintivo di una forma di morte cellulare, la piroptosi, particolarmente efficace nel scatenare la risposta immunitaria”, ha detto Bradley Smith, professore di scienza e coautore dello studio.
L’obiettivo è indurre un po’ di morte cellulare da piroptosi, che a sua volta attiverà il sistema immunitario per iniziare ad attaccare il cancro.
In studi futuri, il dispositivo sarà utilizzato su topi per vedere se la risposta alla distruzione del cancro iniziata in un tumore indurrà il sistema immunitario a identificare e attaccare un altro tumore canceroso autonomamente.
O’Sullivan ha notato che il dispositivo, delle dimensioni di un chicco di riso, può essere iniettato direttamente in un tumore canceroso e attivato a distanza tramite un’antenna esterna. L’obiettivo è utilizzare il dispositivo non solo per somministrare il trattamento, ma anche per monitorare la risposta del tumore, regolando la forza del segnale e i tempi secondo necessità.