Le nanobarre d'oro migliorano l'ablazione del melanoma a bassa potenza / Gold nanorods advance low-power melanoma ablation

Le nanobarre d'oro migliorano l'ablazione del melanoma a bassa potenza. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questo tipo di applicazione. / Gold nanorods advance low-power melanoma ablation. The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this type of application.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Dopo che le nanoparticelle somministrate per via sistemica si accumulano nel tessuto canceroso, l'esposizione alla luce infrarossa vicina le fa riscaldare e distruggere le cellule del melanoma / After systemically administered nanoparticles accumulate in cancerous tissue, exposure to near-infrared light causes them to heat up and destroy the melanoma cells 

I ricercatori negli Stati Uniti hanno sviluppato e testato un nuovo tipo di nanoparticelle che consentono di rimuovere i melanomi mediante un laser a bassa potenza.

Una volta somministrate per via sistemica ed accumulate nel tessuto tumorale, le nanoparticelle vengono attivate dalla luce del vicino infrarosso, generando calore che distrugge le cellule del melanoma risparmiando il tessuto sano circostante.

La ricerca, guidata da Olena Taratula e Prem Singh presso la Facoltà di Farmacia dell'Oregon State University, affronta un limite di lunga data della terapia fototermica per il melanoma, ovvero il fatto che le nanoparticelle convenzionali richiedono livelli di potenza laser non sicuri per i tessuti cutanei. La ricerca è dettagliata in  Advanced Functional Materials.

Taratula e Singh hanno basato la loro nuova piattaforma teranostica, utilizzabile per il trattamento e la diagnosi, su nanobastoncini d'oro. I nanobastoncini sono rivestiti da un guscio di ferro-cobalto e caricati con un colorante che si riscalda quando esposto alla luce del vicino infrarosso, in grado di penetrare in profondità nei tessuti umani.

Il gruppo ha affermato che una caratteristica fondamentale della piattaforma è l'utilizzo del trasferimento di energia di risonanza, un meccanismo su scala nanometrica che consente all'energia di passare direttamente tra molecole vicine.

La natura altamente efficiente del trasferimento di energia di risonanza è ciò che consente alle nanoparticelle di riscaldarsi rapidamente sotto l'esposizione al laser, ben al di sotto della soglia di sicurezza per il mantenimento di una pelle sana.

"Il limite di sicurezza è di 0,33 W/cm²", ha affermato Taratula in una nota. "Quando abbiamo utilizzato 0,25 W/cm² con le nostre nanoparticelle, un singolo trattamento su un modello murino di melanoma aggressivo, sviluppato nel laboratorio del nostro collega dell'OSU Adam Alani, ha completamente asportato il tumore".

Secondo i National Institutes of Health degli Stati Uniti, nel 2025 negli Stati Uniti sono morte di melanoma più di 8.000 persone e sono stati diagnosticati oltre 100.000 nuovi casi.

"Molti di questi casi sono stati probabilmente trattati con una procedura chirurgica che ha richiesto un'incisione estesa e la rimozione di una quantità significativa di tessuto per garantire che non rimanessero cellule cancerose", ha affermato Singh. "La terapia fototermica, d'altra parte, è un trattamento minimamente invasivo e il nostro lavoro afferma che il trasferimento di energia di risonanza è una strategia davvero rivoluzionaria per la creazione di agenti di terapia fototermica di nuova generazione".

Ha aggiunto che la nanoparticella descritta nello studio è progettata per funzionare come agente di imaging, consentendo una terapia di ablazione guidata dalla fluorescenza in cui un sistema di imaging indica dove deve essere diretto il laser durante la rimozione del tumore.

ENGLISH

Researchers in the US have developed and tested a new type of nanoparticle that enables the removal of melanoma tumours with a low-power laser.

Once administered systemically and accumulated in tumour tissue, the nanoparticles are activated by near-infrared light, generating heat that destroys melanoma cells while sparing surrounding healthy tissue.

The research, led by Olena Taratula and Prem Singh at the Oregon State University College of Pharmacy, addresses a longstanding limitation of photothermal therapy for melanoma, namely that conventional nanoparticles require laser power levels that are unsafe for skin tissue. The research is detailed in Advanced Functional Materials.

Taratula and Singh based their new theranostic platform – which can be used for treatment and diagnosis – on gold nanorods. The nanorods are coated with an iron-cobalt shell and loaded with a dye that heats up on exposure to near-infrared light, which is able to penetrate deeply into human tissue.

The team said a key feature of the platform is its use of resonance energy transfer, a nanoscale mechanism that enables energy to pass directly between neighbouring molecules.

The highly efficient nature of resonance energy transfer is what allows the nanoparticles to heat up quickly under laser exposure far below the safety threshold for maintaining healthy skin.

“The safety limit is 0.33 W/cm²,” Taratula said in a statement. “When we used 0.25 W/cm² with our nanoparticles, a single treatment of an aggressive melanoma mouse model, developed in the lab of our OSU colleague Adam Alani, completely ablated the tumour.”

More than 8,000 people in the US died of melanoma in 2025, according to the US National Institutes of Health, and over 100,000 new cases were diagnosed.

“Many of those cases likely were treated with a surgical procedure that required a big incision and a significant amount of tissue removal to help ensure no cancerous cells were left behind,” said Singh. “Photothermal therapy on the other hand is a minimally invasive treatment, and our work establishes resonance energy transfer as a truly transformative strategy for coming up with next generation photothermal therapy agents.”

He added that the nanoparticle described in the study is designed to function as an imaging agent, enabling fluorescence-guided ablation therapy in which an imaging system indicates where the laser should be directed during tumour removal.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/nanoparticles-enable-low-power-laser-melanoma-therapy?