Rame-immagine: la molecola selettiva contro i tumori.credit public domain.
Il cancro rimane una delle principali sfide sanitarie globali e continua a essere tra le principali cause di morte in tutto il mondo. Le recenti statistiche dell’Organizzazione Mondiale della Sanità riportano che solo nel 2022 il cancro ha causato la morte di circa 10 milioni di persone. Guardando al futuro, le prospettive sono ancora più preoccupanti. Entro il 2040, si prevede che il numero di nuovi casi di cancro diagnosticati salirà a circa 29,5 milioni all’anno, con una mortalità correlata al cancro che dovrebbe raggiungere i 16,4 milioni all’anno.
Una delle strategie terapeutiche più ampiamente utilizzate nell’oncologia moderna è la chemioterapia, in cui agenti citotossici vengono somministrati per via sistemica per eliminare le cellule tumorali in rapida divisione. Questi composti costituiscono la base di molti regimi di trattamento e sono spesso utilizzati in combinazione con chirurgia, radioterapia o immunoterapia. La stragrande maggioranza dei farmaci chemioterapici esercita i propri effetti attivando le vie apoptotiche all’interno delle cellule maligne. Sebbene questo meccanismo si sia dimostrato efficace in vari tipi di tumore, presenta anche notevoli limitazioni. In molti casi, i tumori possono possedere una resistenza intrinseca o acquisire resistenza nel corso del trattamento.
Ora, i ricercatori hanno scoperto un complesso di agenti a base di rame che uccide le cellule tumorali in un modo innovativo. Il suo segnale di attivazione viene emesso tramite la luce. Potrebbe rivelarsi utile laddove le attuali terapie chemioterapiche hanno raggiunto i loro limiti.
La cuproptosi è stata scoperta nel 2022. Si tratta di un tipo di morte cellulare precedentemente sconosciuto, causato da un eccesso di rame. Il gruppo di ricerca guidato dal professor Johannes Karges dell’Università della Ruhr di Bochum, in Germania, ha sfruttato questo meccanismo per sviluppare un nuovo complesso di agenti a base di rame che uccide le cellule tumorali con un’efficacia 100 volte superiore rispetto alle chemioterapie esistenti. Il complesso di rame è incorporato in nanoparticelle polimeriche che si accumulano selettivamente nel tessuto tumorale. Solo attraverso l’attivazione tramite luce le particelle si dissolvono e rilasciano il principio attivo, uccidendo specificamente le cellule tumorali e preservando il tessuto sano. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Advanced Functional Materials il 25 marzo 2026.
Le cellule tumorali assorbono più rame rispetto alle cellule sane
La cuproptosi è fondamentalmente diversa da tutti i meccanismi di morte cellulare precedentemente noti: il fattore scatenante decisivo è un eccesso di rame nella cellula. Questo si lega a determinate proteine nei mitocondri, normalmente responsabili della produzione di energia. Di conseguenza, queste proteine si aggregano, la cellula subisce uno stress estremo e infine muore.
Ciò che rende questo tipo di morte cellulare così unico è la sua specificità nel colpire la produzione di energia della cellula. Le cellule tumorali presentano spesso un metabolismo alterato, particolarmente intenso e assorbono più rame rispetto ai tessuti sani.
Il team di Karges ha sviluppato con successo un complesso di rame che induce selettivamente la cuproptosi. È circa 100 volte più efficace dei derivati del platino attualmente utilizzati in clinica. “Tuttavia, inizialmente la sostanza non era selettiva ed era letale anche per le cellule sane”, afferma Karges. “Siamo riusciti a risolvere questo problema integrando il principio attivo in nanoparticelle attivate dalla luce”.
Confezione con doppio vantaggio
Il complesso dell’agente terapeutico è incorporato in nanoparticelle polimeriche. Grazie all’aumentato metabolismo delle cellule tumorali, queste particelle si accumulano nei tumori. L’agente viene quindi trasportato selettivamente nel punto in cui deve agire. Inoltre, il rivestimento polimerico impedisce il rilascio prematuro e incontrollato del complesso di rame.
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Per rilasciare l’agente in loco è necessario uno stimolo luminoso. “Il principio di rilascio si basa su un legame fotoresponsivo all’interno della struttura polimerica di base”, afferma Karges. “La radiazione luminosa recide selettivamente questo legame specifico, dopodiché le nanoparticelle si dissolvono e il complesso di rame viene rilasciato localmente”. Ciò consente un trattamento altamente preciso e selettivo delle cellule tumorali. “Siamo stati anche in grado di dimostrare che questo metodo è efficace nelle cellule tumorali resistenti al trattamento, dove le terapie chemioterapiche convenzionali raggiungono i loro limiti”.
Tuttavia, sono ancora necessarie molte ricerche prima che il metodo possa essere utilizzato in ambito clinico. “Finora, abbiamo dimostrato la sua efficacia su cellule tumorali resist enti in laboratorio, non su un corpo umano“, sottolinea Karges. “C’è ancora molto da fare prima che si possa effettivamente effettuare un trattamento”.
Finanziamento
Il lavoro è stato finanziato da fondi dell’associazione Verband der Chemischen Industrie eV nell’ambito di una borsa di studio Liebig, dal Life Sciences Bridge Award della Fondazione Aventis e dal Paul Ehrlich & Ludwig Darmstaedter Early Career Award 2024 della Fondazione Paul Ehrlich.