Secondo alcune nuove ricerche, gli inchiostri utilizzati dai tatuatori potrebbero la chiave per migliorare la diagnosi di cancro e altre condizioni patologiche: il merito sarebbe da ricercarsi in alcune nanoparticelle che si muovono attraverso i vasi sanguigni e che, grazie proprio alla loro funzione, potrebbero dunque aiutare a scovare varie malattie. I coloranti degli inchiostri potrebbero dunque consentire un contrasto di imaging più sensibile e accurato quando si identificano le cellule cancerose.

L’assistente docente del dipartimento con un laboratorio presso il USC Michelson Center for Convergent Bioscience, Cristina Zavaleta, e il suo team, hanno recentemente sviluppato nuovi mezzi di contrasto per l’imaging utilizzando coloranti comuni come l’inchiostro per tatuaggi e coloranti alimentari. Quando questi coloranti sono attaccati a nanoparticelle, possono illuminare i tumori, permettendo ai professionisti del settore medico di differenziare meglio le cellule tumorali dalle normali cellule adiacenti. Il lavoro è stato pubblicato su Biomaterials Science.

Ovviamente, la scoperta è densa di potenziali importanze. È ben noto come la diagnosi precoce sia fondamentale per i pazienti, al fine di poter disporre di migliori risultati possibili nella lotta contro il cancro.

Tuttavia, la diagnosi è difficile senza buoni agenti di imaging; materiali di contrasto che, una volta iniettati nei pazienti, permettono all’imaging come la risonanza magnetica e la TAC di funzionare con una migliore sensibilità e specificità, consentendo ai professionisti del settore medico di diagnosticare con precisione, e ai chirurghi di identificare i margini esatti dei tumori.

“Per esempio, se il problema è il cancro al colon, questo viene rilevato tramite endoscopia. Ma un endoscopio è letteralmente solo una torcia elettrica all’estremità di un bastone, e quindi darà solo informazioni sulla struttura del colon – si può vedere un polipo e sapere che è necessario fare una biopsia”, ha detto Zavaleta.

“Ma se potessimo fornire strumenti di imaging per aiutare i medici a capire se quel particolare polipo è cancerogeno o solo benigno, forse non avranno nemmeno bisogno di prenderlo”, ha poi proseguito.

Per raggiungere questo obiettivo, il team ha scoperto una fonte unica di agenti ottici di contrasto dai coloranti e pigmenti domestici che incontriamo abitualmente. Questi “inchiostri ottici” possono essere applicati alle nanoparticelle cancerogene per migliorare l’individuazione e la localizzazione del cancro, e hanno già ottenuto l’approvazione della Food and Drug Administration (FDA), ovvero l’authority di riferimento negli Stati Uniti.

Una delle sfide per la sicurezza dell’imaging utilizzando le nanoparticelle è che spesso queste nanoparticelle possono avere una ritenzione prolungata in organi come il fegato e la milza, che sono responsabili del tentativo di scomporre la nanoparticella. A causa di questi problemi di sicurezza, è fondamentale considerare i nanomateriali biodegradabili: attualmente, però, esiste solo una quantità limitata di mezzi di contrasto ottici approvati per l’uso clinico.

Con questo progetto in mente, il team di Zavaleta ha preso in considerazione i comuni coloranti alimentari che potrebbero essere utilizzati per decorare le nanoparticelle, come quelli che si trovano nelle comuni caramelle.

“Abbiamo pensato, diamo un’occhiata ad alcuni dei coloranti farmaceutici, cosmetici e alimentari approvati dalla FDA e vediamo quali sono le proprietà ottiche tra questi coloranti. Ed è qui che abbiamo scoperto che molti di questi coloranti approvati dalla FDA hanno proprietà ottiche interessanti che potremmo sfruttare per l’imaging”, ha detto Zavaleta.

Il team ha sviluppato in particolar modo una nanoparticella che porterà questi agenti imaging altamente pigmentati come “carico utile”. Zavaleta ha detto che le particelle sono di una dimensione specifica che permette loro di penetrare passivamente nelle aree tumorali, ma possono anche essere trattenute grazie alle loro dimensioni.

La nanoparticella può essere altresì “decorata” con un carico utile del colorante più grande rispetto ai precedenti agenti di imaging a piccole molecole, che il team ha mostrato sotto la fluorescenza di imaging porta ad un segnale più luminoso e ad una significativa localizzazione delle nanoparticelle nei tumori. “Se si incapsula un gruppo di coloranti in una nanoparticella, si sarà in grado di vederla meglio perché sarà più luminosa. È come usare un pacchetto di coloranti piuttosto che un solo colorante”, ha detto Zavaleta.