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La pioniera dell’infermieristica Florence Nightingale, che assisteva i soldati feriti nella guerra di Crimea, descriveva l’aria fresca e la luce come strumenti essenziali per migliorare l’igiene e ridurre le infezioni. Oggi l’ossigeno e la luce tornano a svolgere un ruolo chiave in medicina, questa volta nel contrasto ai tumori.
La terapia fotodinamica (PDT, photodynamic therapy) combina la luce con una molecola organica sensibile ad essa chiamata agente fotosensibilizzante. «Quando i fotosensibilizzanti vengono somministrati contro un tumore e irradiati con la luce, trasferiscono energia all’ossigeno», spiega il coordinatore del progetto OXIGENATED Sergio Moya, del Centro per la ricerca cooperativa sui biomateriali CIC biomaGUNE, in Spagna.
«Ciò può indurre una serie di reazioni che provocano la distruzione delle cellule maligne e attivano il sistema immunitario.» Questi eventi possono portare all’eradicazione del tumore.
Un vantaggio fondamentale della PDT è di essere altamente mirata. Infatti, limitando la luce e i fotosensibilizzanti al tumore, si possono evitare in larga misura i danni collaterali ai tessuti sani in altre regioni del corpo. Affinché la PDT sia efficace, tuttavia, è essenziale la presenza di ossigeno.
«La difficoltà sta nel fatto che i tumori sono spesso caratterizzati da una limitata disponibilità di ossigeno», osserva Moya. «Se riuscissimo ad aumentarla nell’ambiente tumorale per favorire l’azione dell’agente fotosensibilizzante, potremmo migliorare i risultati della terapia fotodinamica.»
Nuovi modi di trasportare l’ossigeno
Questo è stato l’obiettivo principale del progetto OXIGENATED, avviato nel marzo 2019 e intrapreso grazie al sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. «Il nostro obiettivo è stato fin dall’inizio quello di trovare un nuovo modo di trasportare sia l’ossigeno che i fotosensibilizzanti nel sito del tumore», spiega Moya. «Ci siamo resi conto che, aumentando la disponibilità di ossigeno per avviare le reazioni di ossidazione, si sarebbe ottenuta una terapia fotodinamica più efficace.»
Per conseguire questo obiettivo, il team responsabile del progetto ha sviluppato nanoparticelle modellate sull’emoglobina, il vettore naturale dell’ossigeno nell’organismo che è presente nei globuli rossi. L’emoglobina non modificata non può essere somministrata direttamente nell’organismo perché può provocare effetti collaterali.
«Il nostro lavoro ha quindi comportato la progettazione, la costruzione e la caratterizzazione di nanoparticelle con il nucleo dell’emoglobina», spiega Moya, «che potrebbero poi essere utilizzate per fornire ossigeno in modo sicuro e senza effetti indesiderati».
I ricercatori sono riusciti a intrappolare l’emoglobina in matrici polimeriche o proteiche, una tecnica che, secondo precedenti dimostrazioni, ne impedisce l’esposizione nel flusso sanguigno, pur mantenendo la capacità di trasportare e fornire ossigeno.
Promuovere tecniche oncologiche non invasive
Migliorando l’efficacia della PDT in questo modo, Moya e il suo team di ricerca sperano di offrire un’alternativa interessante ai chemioterapici e ad altri metodi più invasivi di terapia oncologica. Il progetto, il cui completamento è previsto per il mese di agosto 2024, ha già dimostrato che si tratta di un obiettivo assolutamente alla portata.
«Finora gli esperimenti sono stati condotti con colture cellulari in vitro», aggiunge Moya, «mentre nella prossima fase del progetto effettueremo esperimenti in vivo per dimostrare la funzionalità di queste nanoparticelle».
Grazie agli scambi internazionali e al coinvolgimento di ricercatori giovani, il progetto ha cercato di garantire che la ricerca in questo campo promettente continui nel lungo periodo.
«Con l’allentamento delle restrizioni per la COVID siamo stati in grado di riprendere rapidamente gli scambi», afferma Moya, «e nei prossimi mesi un numero maggiore di ricercatori potrà trarre vantaggio dal fatto di lavorare all’estero, dedicandosi al contempo all’obiettivo principale del progetto: dimostrare l’efficacia di questa nuova tecnica».
Oltre a ridurre l’onere finanziario sui sistemi sanitari, terapie efficaci minimamente invasive come il trattamento fotodinamico potenziato miglioreranno gli esiti sanitari e la qualità della vita dei pazienti oncologici. Come disse Florence Nightingale: «la vita è un dono meraviglioso».