Gli scienziati della Michigan State University hanno inventato un nuovo modo per monitorare le concentrazioni di chemioterapia, che è più efficace nel mantenere i trattamenti dei pazienti all'interno della finestra terapeutica cruciale.

Con i nuovi progressi della medicina che accadono ogni giorno, c'è ancora un sacco di congetture quando si tratta di somministrare la chemioterapia ai malati di cancro. Una dose troppo alta può provocare l'uccisione di tessuti e cellule sani, innescando più effetti collaterali o addirittura la morte; una dose troppo bassa può stordire, piuttosto che uccidere, cellule cancerogene, permettendo loro di tornare, in molti casi, molto più forte e mortale.

Bryan Smith, professore associato di ingegneria biomedica, ha creato un processo basato sull'imaging di particelle magnetiche (MPI) che impiega nanoparticelle superparamagnetiche come agente di contrasto e unica fonte di segnale per monitorare il rilascio di farmaci nel corpo, nel sito del tumore.

"Non è invasivo e potrebbe fornire ai medici una visualizzazione quantitativa immediata di come il farmaco viene distribuito in qualsiasi parte del corpo, " ha detto Smith. "Con MPI, i medici in futuro potrebbero vedere quanto farmaco sta andando direttamente al tumore e quindi regolare le quantità somministrate al volo; al contrario, se la tossicità è un problema, può fornire una visione del fegato, milza o reni per ridurre al minimo gli effetti collaterali. Quel modo, potrebbero garantire con precisione che ogni paziente rimanga all'interno della finestra terapeutica".

La squadra di Smith, che includeva scienziati della Stanford University, ha usato modelli di topi per accoppiare il suo sistema di nanoparticelle superparamagnetiche con la doxorubicina, un farmaco chemioterapico comunemente usato. I risultati, pubblicato nell'ultimo numero della rivista Nano lettere , mostrano che la combinazione di nanocompositi funge da sistema di somministrazione di farmaci e da tracciante MPI.

MPI è una nuova tecnologia di imaging che è più veloce della tradizionale risonanza magnetica (MRI) e ha un contrasto quasi infinito. Quando combinato con il nanocomposito, può illuminare i tassi di somministrazione dei farmaci all'interno dei tumori nascosti in profondità all'interno del corpo.

Quando il nanocomposito si degrada, inizia a rilasciare doxorubicina nel tumore. Contemporaneamente, il nanocluster di ossido di ferro inizia a smontarsi, che attiva le modifiche del segnale MPI. Permetterà ai medici di vedere con maggiore precisione quanta medicina sta raggiungendo il tumore a qualsiasi profondità, ha detto Smith.

"Abbiamo dimostrato che i cambiamenti del segnale MPI sono correlati linearmente con il rilascio di doxorubicina con una precisione vicina al 100%, " ha detto. "Questo concetto chiave ha permesso alla nostra innovazione MPI di monitorare il rilascio di farmaci. La nostra strategia traslazionale di utilizzare un nanocomposito di ossido di ferro rivestito di polimero biocompatibile sarà promettente per l'uso clinico futuro".

Smith ha depositato un brevetto provvisorio per il suo processo innovativo. Inoltre, i singoli componenti del team di nanocomposito creato da Smith hanno già ottenuto l'approvazione della FDA per l'uso nella medicina umana. Ciò dovrebbe aiutare ad accelerare l'approvazione della FDA per il nuovo metodo di monitoraggio.

Mentre il processo si sposta verso gli studi clinici, che potrebbe potenzialmente iniziare entro sette anni, Il team di Smith inizierà a testare MPI multicolore per migliorare ulteriormente le capacità quantitative del processo, così come farmaci diversi dalla doxorubicina, Egli ha detto.