Nanoparticule magnetice pentru tratamentul precis al cancerului

Cercetătorii de la Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) au dezvoltat o metodă inovatoare de distrugere a celulelor canceroase folosind nanoparticule magnetice și terapie fototermică. Studiul, publicat pe 3 martie 2025 în Small Science, descrie un sistem care permite ghidarea nanoparticulelor către tumori folosind un magnet, urmată de distrugerea celulelor maligne prin încălzire cu un laser.

Context

Tratamentele tradiționale pentru cancer, cum ar fi radioterapia, chimioterapia și chirurgia, pot afecta și celulele sănătoase, provocând efecte secundare severe. Din acest motiv, cercetătorii explorează terapii mai precise, care să țintească exclusiv celulele canceroase.

Echipa condusă de profesorul Eijiro Miyako a dezvoltat anterior bacterii modificate genetic care activează sistemul imunitar împotriva tumorilor. În această nouă abordare, au creat nanoparticule care pot fi ghidate magnetic către celulele canceroase și activate cu un laser pentru a le distruge.

Despre studiul actual

Această metodă folosește terapia fototermică, în care nanoparticulele absorb lumina infraroșie apropiată (NIR) și o transformă în căldură, distrugând astfel celulele canceroase.

Pentru a îmbunătăți eficiența acestei terapii, echipa de cercetare a utilizat:

• Nanohornuri de carbon (CNHs) – structuri sferice pe bază de grafen, folosite anterior în transportul medicamentelor și bioimagistică.
• Lichid ionic magnetic [Bmim][FeCl4], atașat la suprafața CNHs, pentru a conferi nanoparticulelor proprietăți magnetice și efecte anticancerigene.
• Polietilenglicol (PEG) – adăugat pentru creșterea solubilității și dispersiei nanoparticulelor în organism.
• Indocianină verde (ICG) – un colorant fluorescent care permite urmărirea în timp real a nanoparticulelor.

Rezultate

Nanoparticulele dezvoltate au avut o eficiență de conversie fototermică de 63%, depășind agenții fototermici convenționali.

Testele de laborator au arătat că:

• Nanoparticulele, expuse la un laser NIR de 808 nm timp de 5 minute, au distrus eficient celulele canceroase din modelele de carcinom colonic (Colon26) derivat de la șoareci.
• La șoarecii injectați cu nanoparticule și expuși la un magnet, particulele s-au acumulat în tumori și, la expunerea la laser, au încălzit țesutul tumoral până la 56°C, suficient pentru distrugerea celulelor canceroase.
• După șase sesiuni de tratament, tumorile au fost complet eliminate și nu au reapărut în următoarele 20 de zile.
• Fără ghidare magnetică, nanoparticulele nu s-au acumulat suficient în tumori, ceea ce a permis recurența cancerului.

Implicații pentru tratamentul cancerului

Această terapie combină trei mecanisme de acțiune:

• Distrugerea termică a celulelor canceroase prin absorbția luminii laser.
• Efectul chimioterapeutic al lichidului ionic magnetic.
• Ghidarea magnetică a nanoparticulelor direct către tumoră.

Această abordare multimodală ar putea deveni o alternativă mai eficientă la tratamentele convenționale, care utilizează un singur mecanism.

Profesorul Eijiro Miyako subliniază că metoda are potențial clinic ridicat, dar necesită teste suplimentare de siguranță și dezvoltarea unui sistem laser endoscopic pentru tratamentul tumorilor mai profunde.

Concluzii

Noua platformă bazată pe nanoparticule magnetice fototermice ar putea reprezenta o strategie inovatoare pentru tratamentul cancerului, combinând precizie, eficiență și efecte secundare reduse. Această descoperire deschide calea pentru terapii oncologice mai sigure și mai eficiente.