La luce può essere utilizzata come un’arma per colpire e distruggere le cellule tumorali. Uno studio della Ohio State University ha sviluppato una terapia genica combinando nanoparticelle per concentrare l’azione esclusivamente sulle cellule tumorali, dimostrando efficacia nel ridurre i tumori cerebrali del glioblastoma e tumori aggressivi del seno nei topi. Il team ha affrontato la sfida di rompere la membrana dei mitocondri, i centri energetici delle cellule, utilizzando una tecnica che genera correnti elettriche attivate dalla luce, chiamata mLumiOpto.
La coautrice Lufang Zhou ha spiegato che la tecnologia funziona interrompendo la membrana mitocondriale, bloccando la produzione di energia e innescando la morte cellulare programmata. Zhou ha collaborato con X. Margaret Liu, che ha sviluppato le nanoparticelle per somministrare la terapia genica. Negli anni, i mitocondri sono stati considerati bersagli promettenti per la terapia contro il cancro, ma la loro membrana interna rappresenta una complicazione. Il laboratorio di Zhou ha scoperto come sfruttare una vulnerabilità nella membrana per attaccarla direttamente, utilizzando geni esterni per attivare un processo letale per le cellule tumorali.
I ricercatori hanno attivato una proteina indotta dalla luce con un laser, creando una fonte interna di luce per uso clinico. La strategia prevede la somministrazione di informazioni genetiche per molecole che producono correnti elettriche e enzimi che emettono bioluminescenza. Iniettata in particelle virali alterate, questa terapia mira a modificare solo le cellule tumorali, evitando di danneggiare quelle normali.
Il laboratorio di Liu si concentra sullo sviluppo di terapie mirate, utilizzando un virus adeno-associato (AAV) che trasporta geni terapeutici. Il sistema è stato migliorato per aumentare l’espressione del gene CoChR e dell’enzima solo nelle cellule tumorali. Aggiungendo un anticorpo monoclonale, il team ha sviluppato un metodo per identificare e colpire specificamente le cellule tumorali.
Gli esperimenti sui topi hanno mostrato che questo approccio riduceva significativamente il carico tumorale e prolungava la sopravvivenza nei tumori difficili come il glioblastoma cerebrale e il carcinoma mammario triplo negativo, evidenziando gli effetti limitati al tessuto canceroso. Inoltre, la risposta immunitaria contro le cellule tumorali è stata potenziata dall’attacco dell’anticorpo monoclonale. Il team continua a esplorare ulteriori potenziali applicazioni terapeutiche della tecnologia mLumiOpto e ha presentato domanda di brevetto per le innovazioni sviluppate.
