‘Ascoltare’ un tumore per identificarlo e colpirlo con maggiore precisione. E’ l’innovativo sistema messo a punto da un gruppo di ricerca coordinato dagli studiosi dell’Alma Mater di Bologna sfruttando l’effetto fotoacustico, che permette cioè di trasformare l’energia luminosa in onde sonore.
In questo modo si possono identificare con maggiore precisione le cellule tumorali e guidarne l’eliminazione colpendole in maniera selettiva. Secondo i ricercatori, che hanno da poco pubblicato i risultati del loro studio sulla rivista ‘Advanced functional materials’, si potrebbe utilizzare per questo scopo in particolare una molecola a base di carbonio chiamata ‘fullerene’. Questa molecola, spiega Matteo Calvaresi, docente del dipartimento di Chimica ‘Giacomo Ciamican’ dell’Ateneo di Bologna, che ha coordinato la ricerca, è in grado di aumentare le potenzialità di diagnosi della fotoacustica, grazie a una migliore risoluzione, “sia che si stia guardando all’intero organo sia che l’osservazione riguardi un livello sub-cellulare. Questo studio apre quindi alla possibilità di un impiego dell’effetto fotoacustico nella diagnostica medica, che permetta di rilevare singole cellule tumorali attraverso nuovi mezzi di contrasto”.
Molti degli attuali sistemi di diagnostica per immagini funzionano utilizzando le onde luminose. Ma la propagazione della luce attraverso i tessuti biologici è attenuata da fenomeni di dispersione, che causano una perdita di risoluzione delle immagini. Il suono, invece, riesce facilmente il nostro organismo sia in entrata che in uscita ed esistono materiali che emettono onde acustiche quando sono colpiti da impulsi di luce molto rapidi. Trovando la frequenza adatta dei fasci luminosi, si può generare un’onda sonora rilevabile. Il ‘fullerene’ è appunto uno di questi materiali: si tratta di una molecola sferica a base di carbonio con una forma che ricorda quella di un pallone da calcio e che, grazie alla sua particolare struttura, è in grado di produrre un segnale sonoro intenso.
Il problema è che del tutto insolubile in acqua e questo ha impedito finora di sfruttare le sue proprietà per il biomedicale. Gli studiosi dell’Università di Bologna si sono quindi messi al lavoro in collaborazione con un gruppo di ricerca del Center for translational cancer research di Monaco, in Germania. “Abbiamo superato l’ostacolo ricorrendo a uno stratagemma antico ma efficace- racconta il ricercatore Matteo Di Giosia- quello del cavallo di Troia, nascondendo cioè il fullerene all’interno di una proteina naturale. Questo approccio permette di risolvere contemporaneamente due problemi: l’insolubilità del fullerene in ambiente fisiologico e la sua scarsa biocompatibilità, garantiti invece dalla proteina selezionata”.
In questo modo il fullerene potrebbe essere impiegato anche per la cosiddetta fototerapia del cancro, con un trattamento innovativo per non solo identificare ma anche eliminare le cellule tumorali attraverso la luce. “Il prossimo passo sarà riuscire a introdurre le molecole di fullerene in maniera selettiva solo all’interno delle cellule tumorali- spiega- l’idea a cui stiamo lavorando è l’utilizzo di vettori virali capaci di ‘infettare’ selettivamente solo le cellule tumorali. In questo modo si potrebbe sfruttare la capacità selettiva dei virus modificati in laboratorio, in modo che si indirizzino verso recettori espressi in eccesso sulla membrana delle cellule tumorali”. Se questi ulteriori studi avranno successo, dovranno poi essere seguiti da una sperimentazione clinica.
