NANO-WAR: come le nanotecnologie possono combattere il cancro

Con il termine nanotecnologie, secondo la descrizione data della National Nanotechnology Initiative (NNI), si intende la manipolazione e l’utilizzo della materia che abbia almeno una dimensione paragonabile a quella atomica, cioè dell’ordine dei nanometri (10−9 metri).  Questa definizione suggerisce che la fisica classica, la quale detta le regole per il mondo macroscopico, non è più sufficiente per una descrizione completa dei fenomeni fisici che avvengono su scala così piccola, infatti gli effetti microscopici non sono più trascurabili e ci si sposta quindi nel regno della meccanica quantistica

Le applicazioni delle nanotecnologie sono varie e comprendono i più disparati campi della scienza, dalla fisica dei semiconduttori alla scienza delle superfici, tra questi anche la medicina. La nanomedicina si riferisce all’unione della diagnostica molecolare, ovvero un insieme di tecniche usate per l’analisi di marcatori biologici, con le nanotecnologie, in modo da poter migliorare la capacità di individuazione di cellule specifiche o tessuti, aumentando notevolmente la precisione e l’accuratezza.  

Grazie all’utilizzo delle nanoparticelle, essendo da 100 a 10.000 volte più piccole della cellula umana, si potrebbe operare sullo stesso piano sul quale avviene una buona parte dei processi biologici, inclusi quelli che provocano il cancro. La malattia oggi può essere riconosciuta, nella maggior parte dei casi, solo quando raggiunge dimensioni considerevoli, ma è noto che è provocata da alterazioni genetiche al livello del DNA. 

In campo terapeutico l’uso delle nanotecnologie può offrire contributi veramente importanti. Infatti, a differenza delle classiche terapie, non è limitato al singolo percorso terapeutico, ma ha molti possibili impieghi, tra cui la nano-radioterapia, la terapia sui geni e la diagnostica del cancro. Proprio per quest’ultima sono già stati messi a punto speciali mezzi di contrasto costituiti proprio da nanoparticelle che, grazie alle loro caratteristiche e all’aiuto di speciali piattaforme e tecnologie, possono identificare il tumore con una precisione mai raggiunta in precedenza. Per esempio, alcuni ricercatori della Stanford University e del Memorial Sloan Kettering Cancer Center negli Stati Uniti hanno sviluppato nanoparticelle in grado di delineare i margini dei tumori cerebrali prima e durante l’intervento, offrendo al chirurgo un punto di vista privilegiato e mettendolo in grado di riconoscere (ed eliminare) anche le singole cellule tumorali. 

 

 

Grazie alle dimensioni estremamente ridotte le nanoparticelle possono attraversare la parete dei vasi e arrivare direttamente al tumore accumulandosi all’interno della massa cancerosa.  Anche la barriera emato-encefalica, di ostacolo al passaggio di molti farmaci, può essere attraversata da alcune nanoparticelle capaci così di raggiungere il sistema nervoso centrale. Infine, ma non certo meno importante, le nuove tecnologie hanno permesso di costruire veri e propri “nanoveicoli” attraverso i quali è possibile migliorare la stabilità di alcune molecole e farle arrivare fino all’organo bersaglio. In alcuni casi queste nanoparticelle terapeutiche riconoscono la cellula tumorale e la distruggono solo dopo essere state attivate dall’esterno, magari con la luce o, come nella ricerca citata in apertura, con le microonde.

 

 

Sebbene gran parte delle terapie siano già state approvate e vengano giornalmente applicate nelle cliniche, l’approccio diagnostico e terapeutico attraverso le nanotecnologie per la cura dei tumori è ancora in gran parte in fase di sviluppo. Infatti ad oggi non si ha sufficiente conoscenza sui rischi che queste tecnologie possano portare, ad esempio, alcuni comportamenti atipici delle nanoparticelle possono dar origine ad effetti collaterali sugli organismi biologici. Inoltre le nanoparticelle sono così piccole che l’organismo, in determinate circostanze, può eliminarle così in fretta da rendere la loro azione, come farmaco o come strumento diagnostico, del tutto inutile. Infine è anche possibile che grandi quantità di nanoparticelle si accumulino negli organi dando luogo a fenomeni di tossicità. 

Quindi, anche se ad oggi gli studi sono ancora in fase sperimentale, l’intera comunità scientifica rivolge sempre di più l’attenzione e l’interesse su questo campo, che potrebbe davvero rivoluzionare il nostro mondo e salvare innumerevoli vite.  

 

A cura di Marco Succodato del VGen Engineering Hub