Trattamento del cancro al seno con nanoparticelle d'oro

Il professore di ingegneria agraria e biologica Joseph Irudayaraj e il suo team di ricercatori della Purdue University hanno messo a punto un metodo in grado di rilevare la presenza di cellule tumorali nell'organismo e di misurarne la quantità. Il metodo utilizza particelle d'oro molto piccole (più di mille dimensioni più piccole della larghezza di una ciocca di capelli umani) che hanno code di DNA sintetico.

Queste particelle d'oro si legano alle varianti di scissione dell'RNA messaggero BRCA1. Si tratta di frammenti o pezzi di materiale genetico che possono indicare la presenza di cellule tumorali e lo stadio del cancro al seno. BRCA1 è un gene che sopprime i tumori. Tuttavia, in determinate condizioni può rendere cancerosa una cellula. Se questo gene viene espresso in quantità inferiori al normale, allora indica una possibilità di cancro al seno.

Irudayaraj ha collaborato con l'allora suo assistente di ricerca, Kyuwan Lee, e ha innanzitutto progettato le nanoparticelle d'oro. Hanno poi etichettato filamenti di DNA che corrispondono alle varianti di splice dell'mRNA BRCA1. Quando vengono iniettate in una cellula, le nanoparticelle si attaccano a entrambe le estremità delle varianti di splice dell'mRNA.

Per determinare il numero effettivo di varianti di scissione dell'mRNA (RNA messaggero) presenti in una cellula, si utilizza una luce sulle nanoparticelle d'oro. La luce è diversa a seconda dell'attività dell'altra. Una nanoparticella d'oro da sola (nota come monomero) sarà verde quando la luce la illumina, ma quando una coppia di nanoparticelle d'oro si lega a una variante di scissione dell'mRNA (nota come dimero) apparirà rossa.

Le due diverse particelle diffondono la luce in modo diverso. Studiando questi schemi, i ricercatori sono riusciti a distinguere la differenza tra le due. Uno dei metodi utilizzati è stata la spettroscopia, una misura della dispersione della luce quando incontra un oggetto. Un altro metodo utilizzato è stata l'immagine colorimetrica che ha mostrato i diversi colori delle particelle. L'intero processo può richiedere circa 30 minuti.

Gli attuali metodi di diagnosi del cancro utilizzano campioni composti da centinaia o addirittura migliaia di cellule. Questo non fornisce informazioni sufficienti su come i geni coinvolti nel cancro vengono prodotti al livello più basso, nelle cellule. Le varianti di splice forniscono dettagli specifici sulle proteine espresse.

Irudayaraj sta tuttavia modificando il processo in modo da renderlo più veloce, consentendo così di utilizzarlo nelle biopsie dei tessuti. Questo metodo consentirà ai medici di somministrare un trattamento specifico per ogni stadio o livello di malattia del paziente.