Un nou material sintetic distruge cancerul osos și regenerează osul
Tumorile primare ale osului, precum osteosarcomul, au avut rate de supraviețuire stagnante în ultimele patru decenii.
Îndepărtarea chirurgicală a tumorii este esențială, însă recidivele locale pot apărea atunci când tumorile sunt situate aproape de structuri vitale, ceea ce duce adesea la amputație. În plus, aceste intervenții chirurgicale sunt asociate cu pierderi semnificative de os și eșecuri ale implanturilor din cauza infecțiilor.
Un grup internațional de cercetători, condus de Royal Orthopaedic Hospital NHS Foundation Trust, Aston University și Brazilian Aeronautics Institute of Technology, a dezvoltat un material avansat de grefare sintetic. Prin integrarea oxidului de galiu în matricea tradițională „Bioglass 45S5”, au creat un material multifuncțional care elimină simultan celulele canceroase rămase, previne colonizarea bacteriană și regenerează țesutul osos lipsă.
„Materialul nostru biomolecular multifuncțional acționează ca un sistem localizat de livrare a medicamentului, oferind o strategie terapeutică pentru distrugerea selectivă a celulelor tumorale reziduale acolo unde a avut loc intervenția chirurgicală, în timp ce furnizează ioni de calciu, fosfat și siliciu necesari pentru regenerarea osului sănătos”, a declarat Dr. Lucas Souza.
„Această dezvoltare ne conduce către noi frontiere atât în terapia, cât și în profilaxia împotriva celor mai devastatoare complicații ale intervenției chirurgicale de salvare a membrelor, în special recidiva locală și infecția, care amenință membrele și compromite supraviețuirea pacienților”, a declarat coautorul Jonathan Stevenson.
Prin secvențierea RNA cu randament ridicat, echipa a descoperit un mecanism molecular extrem de selectiv.
„Deoarece celulele canceroase osoase supraexprima receptori de transferină pentru a-și alimenta creșterea rapidă, ele absorb de patru până la opt ori mai mult galiu decât celulele sănătoase”, a spus Souza. „Odată ajuns în celulele maligne, galiul imită fierul, dar nu poate participa la reacțiile redox esențiale. Acest lucru provoacă o epuizare imediată a fierului, suprasolicită stresul oxidativ și duce la o criză celulară catastrofală, forțând celulele canceroase să urmeze căile de autodistrugere apoptotică și ferroptotică.”
În contrast, celulele osoase sănătoase gestionează cu ușurință stresul temporar prin mecanisme antioxidante naturale și se recuperează complet în câteva zile. Pe lângă proprietățile sale anti-cancer, materialul ajută și la prevenirea infecțiilor la locul intervenției chirurgicale. „Formula optimă de 5% sticlă cu galiu a inhibat complet creșterea patogenului agresiv gram-negativ Pseudomonas aeruginosa”, a adăugat Stevenson. „Această acțiune terapeutică duală sigilează eficient locul chirurgical de infecțiile letale dobândite în spital, în timp ce sticla se degradează pentru a face loc unui nou os.”
