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Nanoparticelle di fullerene e i loro effetti antiossidanti: un confronto con altri agenti di protezione dalle radiazioni
Jirina Vavrova, Martina Rezacova, Jaroslav Pejchal
Dipartimento di Radiobiologia, Università della Difesa, Facoltà di Scienze della Salute Militare, Hradec Králové, Repubblica Ceca
Dipartimento di Biochimica Medica, Facoltà di Medicina di Hradec Kralove, Università Carlo di Praga, Repubblica Ceca
Journal of Applied Biomedicine #10 (2012) DOI 10.2478/v10136-012-0002-2 ISSN 1214-0287
Abstract:
La radioterapia occupa un posto importante nel trattamento delle malattie maligne, nonostante l'esistenza di effetti collaterali delle radiazioni sui tessuti normali. Così, sono state sviluppate delle sostanze destinate a ridurre gli effetti delle radiazioni acute e a lungo termine sui tessuti sani.
Attualmente, un composto a base di zolfo, l'amifostina (WR2721, ethyol) è usato nella pratica clinica come radioprotettore. Tuttavia, essa stessa ha notevoli effetti avversi, tra cui ipotensione (nel 62% dei pazienti), ipocalcemia, diarrea, nausea e vomito.
Le nanosfere di carbonio, note come fullereni, e i loro derivati solubili in acqua (ad esempio C60 (OH) 24, dendrofullerene DF-1) esercitano proprietà antiossidanti e riducono i danni al DNA nelle cellule irradiate.
I fullereni solubili in acqua sono sostanze poco tossiche e sono quindi interessanti in termini di utilizzo come radioprotettori.
Conclusione:
I fullereni poliammino e poliidrossi mostrano che la solubilità in acqua aumenta con il numero di gruppi introdotti nella molecola.
Si può affermare definitivamente che i derivati del fullerene solubili in acqua esercitano notevoli effetti protettivi contro lo stress ossidativo come spazzini di radicali liberi in vitro e in vivo (Dugan et al. 2001, Ali et al. 2004, Bakry et al. 2007, Injac et al., 2008).
Gli effetti radioprotettivi sono stati dimostrati nei fullerenoli, nei carbossi-fullereni, nel polivinilpirrolidone avvolto nel fullerene e nel DF-1.
La tabella 1 riassume un confronto dei DRF dopo una singola applicazione di dendrofullerene DF-1 solubile in acqua 30 minuti prima dell'irradiazione (DRF = 1,22) con gli effetti di altri radioprotettori.
Poiché queste sostanze (fullerenol, DF-1) non hanno effetti collaterali o ne hanno pochi, hanno un grande potenziale per diventare radioprotettori con la possibilità di somministrazione ripetuta, che è necessaria nella radioterapia frazionata standard.
Analisi dello studio
L'approfondito lavoro di Vavrova, Rezacova e Pejchal presenta una promettente alternativa alle sfide della radioterapia. La loro attenzione ai fullereni, in particolare ai derivati idrosolubili come il C60(OH)24 e il dendrofullerene DF-1, illustra il potenziale di queste nanosfere di carbonio come validi radioprotettori, dimostrando le loro potenti proprietà antiossidative e la capacità di ridurre i danni al DNA nelle cellule irradiate.
In confronto, il radioprotettore attualmente utilizzato, l'amifostina, presenta notevoli effetti collaterali come ipotensione, ipocalcemia, diarrea, nausea e vomito. Pertanto, il profilo poco tossico dei fullereni idrosolubili li rende particolarmente interessanti per la radioterapia.
Tuttavia, vale la pena notare che gli effetti radioprotettivi dei fullereni non sono uniformi; lo studio evidenzia che i poliammino- e i poli-idrossi-fullereni dimostrano una maggiore idrosolubilità corrispondente al numero di gruppi introdotti nella molecola. Inoltre, il fullerenolo, il DF-1 e altre sostanze simili hanno mostrato effetti radioprotettivi con effetti collaterali minimi.
Il compito della ricerca futura consiste ora nell'esplorare i meccanismi attraverso i quali questi fullereni operano come scavenger di radicali liberi, sia in vitro che in vivo. Con queste conoscenze, siamo sul punto di trasformare potenzialmente il panorama della radioterapia, inaugurando un'era di trattamenti più efficienti e sicuri.
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