Precisione, controllo e monitoraggio in una sola nanoparticella

Al momento, i medicinali contro le metastasi del tumore al colon-retto sono ancora pochi e non molto efficaci, ma la situazione potrebbe migliorare se si riuscisse a veicolare la loro azione con maggiore precisione. Grazie al sostegno di AIRC, le ricercatrici e i ricercatori di 3 gruppi di più istituti del CNR di Napoli, coordinati da Enza Lonardo, si sono impegnati proprio su questo obiettivo. Gli scienziati hanno in particolare sviluppato un’innovativa nanoparticella che è stata in grado di trasportare, con l’aiuto di anticorpi monoclonali, il farmaco galunisertib nelle cellule metastatiche di topi di laboratorio con tumore al colon-retto. Il TGFβ è una molecola importante nella progressione tumorale e per questo è un bersaglio farmacologico rilevante. Negli esperimenti condotti è stato anche possibile visualizzare il farmaco in tempo reale grazie a una tecnica di imaging avanzata. I risultati dello studio sono stati pubblicati sull’International Journal of Nanomedicine.

Le nanoparticelle sono piccole strutture tridimensionali messe a punto per migliorare la capacità dei medicinali di raggiungere precisamente il proprio bersaglio, aumentandone l’efficacia e riducendo gli effetti collaterali. Senza l’utilizzo di sistemi di questo tipo, un farmaco può incontrare diversi ostacoli nel tragitto dalla via di somministrazione al proprio obiettivo. Per esempio, può essere degradato a causa dell’acidità dello stomaco e dei tessuti tumorali. Se gastroprotettori e particolari formulazioni sono spesso sufficienti per garantire l’azione farmacologica delle terapie di routine, possono non bastare per superare i sistemi di difesa delle cellule neoplastiche e metastatiche. La nanoparticella presentata nello studio è tuttavia riuscita a risolvere alcune di queste difficoltà, almeno nell’ambiente sperimentale.

“Abbiamo unito i punti di forza di 3 materiali diversi: la diatomite, la gelatina e l’oro” spiega Enza Lonardo, che ha lavorato su questo aspetto insieme a Ilaria Rea. Ognuno di questi materiali ha un proprio ruolo specifico. La diatomite è una roccia sedimentaria naturale che lega e trasporta il galunisertib. La gelatina protegge il farmaco dall’acidità del microambiente tumorale e fa in modo che sia rilasciato soltanto in prossimità della neoplasia. Infine, l’oro rende possibile osservare dove si trovano le nanoparticelle con tecniche di imaging.

La superficie delle nanoparticelle è stata inoltre ricoperta di anticorpi monoclonali in grado di riconoscere la proteina L1CAM, una molecola espressa dalle cellule che stanno per diventare tumorali e metastatiche. Si tratta di una scelta strategica, perché questa proteina è coinvolta nella via di segnalazione di TGFβ inibita dal galunisertib. L’obiettivo dei ricercatori era quindi trasportare il farmaco in modo mirato fino alle cellule che esprimono L1CAM per bloccare sul nascere lo sviluppo di nuove metastasi.

Una serie di esperimenti in animali di laboratorio ha dimostrato che i tre materiali insieme compongono una nanoparticella efficace a portare al collasso le cellule metastatiche, rispetto ad altre combinazioni. Inoltre, grazie al contributo di Anna Chiara De Luca, con la spettroscopia Raman è stato possibile “fotografare” il microambiente tumorale dove si trovavano le nanoparticelle. “Questa sofisticata tecnica di imaging evita l’uso di sostanze fluorescenti che possono alterare il farmaco o essere tossiche, e consente di monitorare la trasformazione del tessuto o della cellula in risposta al trattamento” spiega Lonardo.

Il gruppo di ricerca ora sta lavorando per rendere il sistema ancora più preciso nel colpire le cellule tumorali e sta sperimentando nuove combinazioni con i chemioterapici già in uso in clinica. “In questo modo vorremmo accelerare l’applicazione pratica della nanoparticella” racconta Lonardo. Svolgere tutti gli studi necessari per verificare l’efficacia del sistema potrebbe infatti richiedere diverso tempo.