Il melanoma è una forma mortale di cancro della pelle che è in aumento negli Stati Uniti negli ultimi 30 anni. quasi 100, Ogni anno vengono diagnosticati 000 nuovi casi di melanoma, e 20 americani ne muoiono ogni giorno, secondo l'Accademia americana di dermatologia. Ora, i ricercatori hanno sviluppato un cerotto cutaneo ad azione rapida che fornisce efficacemente farmaci per attaccare le cellule di melanoma. Il dispositivo, testato su topi e campioni di pelle umana, è un progresso verso lo sviluppo di un vaccino per il trattamento del melanoma e ha applicazioni diffuse per altri vaccini.

I ricercatori presenteranno oggi i loro risultati all'American Chemical Society (ACS) Fall 2019 National Meeting and Exposition.

"Il nostro cerotto ha un rivestimento chimico unico e una modalità d'azione che consente di applicarlo e rimuoverlo dalla pelle in appena un minuto, pur continuando a fornire una dose terapeutica di farmaci, "dice Yanpu He, uno studente laureato che ha contribuito a sviluppare il dispositivo. "I nostri cerotti suscitano una robusta risposta anticorpale nei topi viventi e mostrano risultati promettenti nell'indurre una forte risposta immunitaria nella pelle umana".

Gli unguenti topici possono impartire farmaci alla pelle, ma possono penetrare solo per una piccola distanza attraverso di essa. Sebbene le siringhe siano una modalità di somministrazione efficace dei farmaci, possono essere dolorose. Le siringhe possono anche essere scomode per i pazienti, portando a non conformità.

Patch con microaghi, preparato con un metodo di rivestimento strato per strato (LbL), sono uno facile, modo indolore di somministrare il trattamento. Con il processo LbL, i ricercatori rivestono una superficie con molecole di carica alternata positiva e negativa. Affinché sulla superficie del cerotto si formi una pellicola di farmaco robusta, ogni strato adiacente deve essere fortemente attratto l'uno dall'altro e anche dal microago. "Ma questa attrazione rende l'intero film molto 'appiccicoso, '" Egli osserva. "Metodi passati, che hanno mantenuto questa natura 'appiccicosa', possono essere necessari fino a 90 minuti affinché una quantità sufficiente di farmaco lasci il cerotto ed entri nella pelle."

Paula T. Hammond, dottorato di ricerca, insieme ai suoi studenti laureati Lui, Celestine Hong e altri colleghi del Massachusetts Institute of Technology (MIT), escogitato un modo per aggirare questo problema. Hanno progettato un nuovo polimero sensibile al pH con due parti. "La prima parte contiene gruppi amminici che sono caricati positivamente al pH al quale produciamo i microaghi, ma che diventano neutre al pH della pelle, " Dice. "La seconda parte contiene gruppi di acido carbossilico senza carica quando vengono realizzati i microaghi, ma che si caricano negativamente quando il cerotto viene applicato sulla pelle, quindi c'è un cambiamento generale di carica da positivo a negativo." Mentre sono ancora necessari strati appiccicosi negativi-positivi-negativi per la costruzione del film LbL, il cerotto del team passa rapidamente a respingere gli strati negativi-negativi-negativi quando viene applicato sulla pelle. Dopo che i microaghi perforano la pelle e impiantano il film di farmaco LbL sotto la pelle, il farmaco lascia il cerotto rapidamente.

Utilizzando l'ovoalbumina di pollo come antigene modello, il team ha vaccinato i topi con i loro cerotti, e confrontato i risultati con le iniezioni intramuscolari e sottocutanee. Il trattamento con microaghi ha prodotto nove volte il livello di anticorpi rispetto alle iniezioni intramuscolari (ad es. usato per vaccini antinfluenzali) e 160 volte il livello di anticorpi rispetto alle iniezioni sottocutanee (ad es. utilizzato per i vaccini contro il morbillo). Hanno anche visto un'efficace attivazione immunitaria in campioni chirurgici di pelle umana.

"La nostra tecnologia dei cerotti potrebbe essere utilizzata per fornire vaccini per combattere diverse malattie infettive, "Dice Hammond. "Ma siamo eccitati dalla possibilità che il cerotto sia un altro strumento nell'arsenale degli oncologi contro il cancro, specificamente melanoma."

Per fare un vaccino contro il melanoma, i ricercatori hanno sviluppato un antigene che include un marcatore frequentemente sovraespresso dalle cellule di melanoma, oltre che coadiuvante, che crea un segnale di pericolo generalizzato per il sistema immunitario e ne potenzia la risposta. Quindi, hanno testato diverse disposizioni di film di microaghi LbL di antigene e adiuvante in cellule immunitarie derivate da topi. Da questi esperimenti, i ricercatori hanno identificato la struttura ottimale del microago LbL che sembra attivare le cellule immunitarie direttamente accessibili nella pelle. Nei topi viventi, queste cellule potrebbero, a sua volta, migrano al sistema linfatico e reclutano altre cellule immunitarie per attaccare il tumore del melanoma. I ricercatori hanno ora in programma di testare i cerotti sui tumori del melanoma nei topi.

"Stiamo usando la chimica a basso costo e un semplice schema di fabbricazione per trasformare la vaccinazione, "Dice Hammond. "Alla fine, vogliamo ottenere un dispositivo approvato e sul mercato."