Una scoperta apre la strada a nuove tecniche di fototerapia per la cura del cancro. Si tratta di onde luminose estreme che potranno concentrare energia in modo preciso e non-invasivo nei tessuti tumorali profondi. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, dimostra uno strumento totalmente nuovo nella cura al cancro. Il gruppo di ricercatori è riuscito nella trasmissione di luce laser di intensità estrema attraverso tumori millimetrici.
Laser contro i tumori
La fototerapia è un insieme di tecniche biomediche innovative che utilizzano luce visibile e infrarossa per trattare cellule cancerose o per attivare farmaci e processi biochimici. La luce laser ha potenzialità enormi per lo studio e la cura dei tumori. Fasci laser in grado di penetrare in profondità in regioni tumorali sarebbero fondamentali per la fototerapia.
Tuttavia, la maggior parte dei tessuti biologici è otticamente opaca ed assorbe la radiazione incidente. Questo è il principale ostacolo ai trattamenti fototerapici. Trasmettere fasci di luce intensi e localizzati all’interno di strutture cellulari è quindi una delle sfide chiave per la biofotonica.
Lo studio
Il gruppo di fisici e biotecnologi ha scoperto che all’interno di strutture cellulari tumorali possono formarsi degli “tsunami ottici”. Si tratta di onde luminose di intensità estrema note in molti sistemi complessi, che possono essere sfruttate per trasmettere luce laser intensa e concentrata attraverso campioni tumorali tridimensionali di tumore pancreatico.
Il team di ricerca è guidato da Davide Pierangeli per l’Istituto dei sistemi complesso del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isc), Claudio Conti per la Sapienza Università di Roma, e Massimiliano Papi per l’Università Cattolica del Sacro Cuore e la Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli Irccs.
“Studiando la propagazione laser attraverso sferoidi tumorali – spiega Davide Pierangeli (Cnr-Isc) – ci siamo accorti che all’interno di un mare di debole luce trasmessa c’erano dei modi ottici di intensità estrema. Queste onde estreme rappresentano una sorgente super-intensa di luce laser di dimensioni micrometriche all’interno della struttura tumorale. Possono essere utilizzate per attivare e manipolare sostanze biochimiche”.
“Il nostro studio mostra come le onde estreme, che fino ad oggi erano rimaste inosservate in strutture biologiche, siano in grado di trasportare spontaneamente energia attraverso i tessuti – continua Claudio Conti – e possano essere sfruttate per nuove applicazioni biomediche”.
“Con questo raggio laser estremo – conclude Massimiliano Papi – potremmo sondare e trattare in maniera non-invasiva una specifica regione di un organo. Abbiamo mostrato come tale luce può provocare aumenti di temperatura mirata che inducano la morte di cellule cancerose, e questo ha implicazioni importanti per le terapie fototermiche.”
