Gd@C82(OH)22 è una gabbia sferica di atomi di carbonio (blu) con gruppi ossidrilici attivi pendenti all'esterno (rosso e bianco) e un atomo di gadolinio intrappolato all'interno (viola). Sviluppato originariamente per l'imaging medico, queste nanoparticelle ora mostrano la promessa per il trattamento del cancro al pancreas. Credito:IBM
(Phys.org)—La comunità medica è armata di nuove intuizioni e nuove opzioni per la progettazione e la scoperta di farmaci per il trattamento di malattie mortali come il cancro al pancreas. Utilizzo di strumenti computazionali in silico per integrare i risultati di esperimenti in vivo e in vitro, i ricercatori hanno rivelato una comprensione a livello atomico del meccanismo mediante il quale le nanoparticelle inibiscono la crescita e la metastasi dei tumori pancreatici.
Il tipo di nanoparticelle al centro di questo studio è il gadolinio metallofullerenolo, o Gd@C 82 (OH) 22 , che è stato originariamente sviluppato per applicazioni di imaging medico come la risonanza magnetica. Al centro dello studio ci sono anche due popolari bersagli terapeutici antitumorali, MMP-2 e MMP-9. Questi MMP, o metalloproteinasi di matrice, sono fondamentali per la sopravvivenza delle cellule tumorali perché aiutano a fornire un apporto di vasi sanguigni, e quindi ossigeno e sostanze nutritive, ai siti tumorali.
Gli esperimenti hanno dimostrato che la terapia con nanoparticelle ha bloccato la crescita del tumore pancreatico nei topi e, a livello cellulare, soppresse l'espressione e ridotto le attività di MMP-2 e MMP-9. Le simulazioni computazionali hanno rivelato che l'azione delle nanoparticelle su MMP-9 è indiretta, in modo che si leghino alla proteina lontano dal suo sito attivo. Ciò è in netto contrasto con i farmaci molecolari tradizionali che in genere prendono di mira il sito di legame del metallo attivo MMP, bloccandolo direttamente o danneggiando la struttura della proteina.
Le nanoparticelle erano così efficaci che i dati del team suggeriscono che potrebbero essere un'opzione migliore per la terapia del cancro del pancreas rispetto alle medicine tradizionali. Inoltre, l'uso integrato della teoria computazionale da parte del team per integrare i dati sperimentali offre una nuova comprensione, con dettagli meccanici senza precedenti, delle interazioni tra nanoparticelle e molecole biologiche, portandoci in un nuovo territorio inesplorato e promettente per la progettazione e la scoperta di farmaci.
Guarda il filmato delle nanoparticelle che interagiscono con MMP-9:
