Un nuovo nanosistema per il dosaggio specifico di farmaci antitumorali

A metterlo a punto una collaborazione tra tre gruppi di ricerca del CNR. Il nanosistema permette di rilasciare in modo mirato dosi minime e quantificabili di una molecola in grado di contrastare in laboratorio il tumore del colon-retto.

Alghe microscopiche, oro e gelatina: sono i tre componenti alla base di un nuovo nanosistema che ha dimostrato particolare efficacia nel rilasciare in cellule tumorali dosi minime e quantificabili del farmaco antitumorale galunisertib. A svilupparlo sono stati tre gruppi di ricerca di altrettanti istituti del CNR, tutti guidati da ricercatrici donne: le fisiche Anna Chiara De Luca e Ilaria Rea, rispettivamente dell’Istituto di biochimica e biologia cellulare (CNR-IBBC) e dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti (CNR-ISASI), e la biotecnologa Enza Lonardo, dell’Istituto di genetica e biofisica (CNR-IGB). Lo studio, condotto grazie al fondamentale sostegno di Fondazione AIRC e i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Small, ha riguardato in particolare cellule di tumore del colon-retto, uno dei più diffusi.

“Il galunisertib è in grado di ridurre in esperimenti di laboratorio l’aggressività delle cellule tumorali e il rischio di formazione di metastasi” spiega De Luca. “Tuttavia, il suo impiego ad alte dosi può avere effetti tossici per l’organismo: per questo abbiamo lavorato allo sviluppo di un sistema che permettesse di trasferire alle cellule tumorali dosi ridotte del farmaco, tenendone sempre sotto controllo la concentrazione.” Un sistema basato sulle nanotecnologie e sui componenti citati a inizio articolo.

Nello specifico, le alghe microscopiche utilizzate sono le diatomee, caratterizzate da un guscio poroso di silicio. Da queste si ottengono nanoparticelle silicee con nanopori in grado di contenere piccole molecole, come agenti terapeutici – in questo caso il galunisertib –, e di trasportare tali molecole nella cellula. Il farmaco è trattenuto sulle nanoparticelle da un rivestimento gelatinoso che però si scioglie, rilasciandolo, proprio in corrispondenza del tumore, dove il pH è più acido. Le nanoparticelle d'oro, infine, servono a ottimizzare la tecnologia utilizzata per l’analisi del nanosistema. “Si tratta della spettroscopia Raman” precisa De Luca, che da anni si occupa proprio di questa tecnologia. “È un tipo di spettroscopia basata sulla diffusione di una radiazione luminosa da parte dei campioni analizzati. Le nanoparticelle d'oro amplificano il segnale, rendendolo più chiaro e dettagliato.”

In questo modo è stato possibile monitorare in tempo reale il rilascio del farmaco in cellule tumorali vive e verificare che la somministrazione di dosi minori rispetto a quanto finora sperimentato riduce in modo significativo l’aggressività delle cellule tumorali stesse. “L'ipotesi” aggiunge De Luca “è che con questo sistema si possa in futuro personalizzare la terapia, dosando il farmaco a seconda delle caratteristiche del paziente e della sua malattia.” Ma attenzione: prima di un eventuale utilizzo con i pazienti serviranno ulteriori conferme con studi preclinici e clinici.