I vetri bioattivi, un materiale di riempimento in grado di legarsi ai tessuti e migliorare la resistenza di ossa e denti, sono stati combinati con il gallio per creare un potenziale trattamento contro il cancro alle ossa.
Test di laboratorio hanno dimostrato che i vetri bioattivi contaminati con il metallo hanno una percentuale di successo del 99% nell’eliminare le cellule cancerose e possono persino rigenerare le ossa malate.
La ricerca è stata condotta da un team di scienziati dell’Università di Aston, guidati dal Professor Richard Martin, presso la Facoltà di Ingegneria e Scienze Fisiche.
Nei test di laboratorio, il 99% delle cellule di osteosarcoma (tumore alle ossa) è stato ucciso senza distruggere le cellule ossee umane normali non cancerose. I ricercatori hanno anche incubato i vetri bioattivi in un fluido corporeo simulato e dopo sette giorni hanno rilevato le fasi iniziali della formazione ossea.
Il gallio è altamente tossico e i ricercatori hanno scoperto che le cellule cancerose “avide” lo assorbono e si autodistruggono, impedendo alle cellule sane di essere colpite. Il loro articolo di ricerca, “Multifunctional Gallium doped bioactive glasses: a targeted delivery for antineoplastic agents and tissue repair against osteosarcoma“, è stato pubblicato sulla rivista Biomedical Materials.
L’osteosarcoma è il tumore osseo primario più comune e, nonostante l’uso di chemioterapia e chirurgia per rimuovere i tumori, i tassi di sopravvivenza non sono migliorati molto dagli anni ’70. I tassi di sopravvivenza sono drasticamente ridotti per i pazienti che hanno una recidiva e i pazienti con tumore osseo primario sono più suscettibili alle fratture ossee.
Nonostante le approfondite ricerche sui diversi tipi di vetro o ceramica bioattivi per l’ingegneria dei tessuti ossei, sono ancora limitate le ricerche sul rilascio mirato e controllato di agenti antitumorali per il trattamento dei tumori ossei.
Il Professor Martin ha affermato: “C’è un urgente bisogno di migliori opzioni di trattamento e i nostri esperimenti mostrano un notevole potenziale di utilizzo nelle applicazioni del cancro alle ossa come parte di un trattamento multimodale. Crediamo che le nostre scoperte potrebbero portare a un trattamento più efficace e localizzato, che riduce gli effetti collaterali e può persino rigenerare le ossa malate. Quando abbiamo osservato i vetri, abbiamo potuto vedere la formazione di uno strato di fosfato di calcio amorfo/idrossiapatite sulla superficie delle particelle di vetro bioattive, che indica la crescita ossea”.
I vetri sono stati creati nei laboratori dell’Aston University raffreddando rapidamente liquidi fusi ad altissima temperatura (1450 °C) per formare il vetro. I vetri sono stati poi macinati e setacciati in minuscole particelle che possono poi essere utilizzate per il trattamento.
In precedenti ricerche, il team ha raggiunto un tasso di successo del 50%, ma sebbene impressionante, questo non è stato sufficiente per essere un potenziale trattamento. Il team spera ora di attrarre più finanziamenti per la ricerca per condurre sperimentazioni utilizzando il gallio.
Leggi anche:Cancro alle ossa: dopo 45 anni, nuovo farmaco migliora la sopravvivenza del 50%
Spiegano gli autori:
“L’osteosarcoma è il tumore osseo primario più comune. Nonostante programmi di trattamento completi che includono chemioterapia neoadiuvante e resezione del tumore, i tassi di sopravvivenza non sono migliorati in modo significativo dagli anni ’70. I tassi di sopravvivenza sono drasticamente ridotti per i pazienti che soffrono di una recidiva locale. Inoltre, i pazienti con tumore osseo primario sono a maggior rischio di fratture ossee. Di conseguenza, c’è un’urgente necessità di opzioni di trattamento alternative. In questo articolo segnaliamo lo sviluppo di un nuovo vetro bioattivo contaminato con gallio che uccide selettivamente le cellule del cancro osseo stimolando contemporaneamente la crescita di nuovo osso. Qui mostriamo, utilizzando una combinazione di MTT, saggi LIVE/DEAD e analisi delle immagini, che i vetri bioattivi contenenti ossido di gallio sono altamente tossici e riducono sia la proliferazione che la migrazione delle cellule del cancro osseo (Saos-2) in modo dose-dipendente. I vetri contenenti il 5% molare di ossido di gallio hanno ridotto la vitalità delle cellule dell’osteosarcoma del 99% senza essere citotossici per le cellule di controllo degli osteoblasti umani normali non cancerosi (NHOst). Inoltre, i risultati della spettroscopia FTIR e a raggi X a dispersione di energia hanno confermato la formazione di uno strato amorfo di fosfato di calcio/idrossiapatite sulla superficie delle particelle di vetro bioattive, dopo 7 giorni di incubazione in fluido corporeo simulato, indicando le fasi iniziali della formazione ossea. Questi materiali mostrano un potenziale significativo per l’uso in applicazioni di cancro alle ossa come parte di un trattamento multimodale”.
Il Dott. Lucas Souza, responsabile del laboratorio di ricerca del Dubrowsky Regenerative Medicine Laboratory presso il Royal Orthopaedic Hospital di Birmingham, ha lavorato alla ricerca con il Professor Martin. Ha aggiunto: “La sicurezza e l’efficacia di questi biomateriali dovranno essere ulteriormente testate, ma i risultati iniziali sono davvero promettenti. I trattamenti per la diagnosi di cancro alle ossa restano molto limitati e c’è ancora molto che non comprendiamo. Ricerche come questa sono fondamentali per supportare lo sviluppo di nuovi farmaci e nuove metodologie per le opzioni di trattamento”.
Fonte:Biomedical Materials