L'utilizzo dei "cavalli di Troia" per combattere il cancro dall'interno delle stesse cellule tumorali senza danneggiare i tessuti sani è l'obiettivo di questo nuovo strumento creato dai ricercatori dell'Università di Granada (UGR), l'Istituto di Nanoscienze di Aragona (INA), l'Università di Saragozza, e il Cancer Research UK Edinburgh Centre presso l'Università di Edimburgo.

I ricercatori hanno utilizzato gli esosomi come "cavalli di Troia" per fornire catalizzatori di palladio (Pd) nelle cellule tumorali. "Introduciamo il catalizzatore in minuscole vescicole o esosomi delle dimensioni di circa 100 nanometri, che sono in grado di viaggiare proprio all'interno della cellula tumorale. Una volta lì, catalizzano una reazione che trasforma una molecola passiva in un potente agente antitumorale, " spiega il professor Jesús Santamaría dell'Università di Saragozza, chi, insieme al dottor Asier Unciti-Broceta dell'Università di Edimburgo, ha condotto questo studio pubblicato dalla prestigiosa rivista scientifica Catalisi della natura .

Partecipando alla ricerca, intitolato "Esosomi derivati ​​dal cancro caricati con nanofogli di palladio ultrasottili per una catalisi bioortogonale mirata, " sono Belén Rubio Ruiz dell'UGR, Maria Sancho, Victor Sebastian, e Manuel Arruebo dell'Università di Saragozza, e Pilar Martín-Duque della Fondazione Aragonese per la Ricerca e lo Sviluppo (ARAID), un'agenzia creata dal governo di Aragona all'interno dell'INA. Il lavoro è stato svolto in collaborazione con il gruppo di ricerca dell'Università di Edimburgo, guidato dal Dott. Asier Unciti-Broceta.

Uccidere una cellula cancerosa è semplice:ci sono molte molecole tossiche che possono svolgere il compito. La sfida è indirizzare la molecola tossica solo alla cellula cancerosa, e non alle cellule sane. Questa mancanza di selettività nel dirigere i farmaci antitumorali è la causa degli effetti collaterali spesso devastanti che i malati di cancro sperimentano durante il trattamento chemioterapico. Piuttosto che iniettare tali farmaci nel flusso sanguigno, sarebbe molto meglio se potessero essere fabbricati direttamente all'interno delle cellule tumorali. Ed è esattamente ciò che ha ottenuto questo team internazionale di scienziati.

"Utilizziamo i catalizzatori in molti aspetti della vita quotidiana perché generano reazioni chimiche che altrimenti non sarebbero possibili. Ad esempio, i gas emessi dalle nostre auto passano attraverso un catalizzatore per renderli meno dannosi per l'ambiente e la nostra salute, " commenta Belén Rubio Ruiz. È quindi sorprendente che la catalisi, che è noto per essere così utile in tanti campi, è praticamente inaudito in oncologia. "Ciò è dovuto al fatto che ci sono enormi ostacoli:identificare catalizzatori e reazioni adatti e, soprattutto, consegnare i catalizzatori direttamente nelle cellule bersaglio, e non altri".

La chiave:gli esosomi

Però, gli esosomi potrebbero rivelarsi la chiave. Gli esosomi sono secreti dalla maggior parte delle cellule e sono circondati da una membrana contenente elementi caratteristici della cellula da cui provengono. Questo li rende selettivi (grazie al fenomeno del tropismo verso le cellule di origine), e consente loro di portare un carico terapeutico preferenzialmente alla cellula originale, anche in presenza di altre cellule.

Gli autori dello studio hanno trovato un modo per indurre la sintesi di catalizzatori (nanofogli di Pd con uno spessore di poco più di un nanometro) all'interno degli esosomi delle cellule tumorali senza alterare le proprietà delle loro membrane, convertendo così gli esosomi in "cavalli di Troia" capaci di fornire il catalizzatore alle cellule cancerose progenitrici. Una volta lì, catalizzano la sintesi in situ di un composto antitumorale (panobinostat, un farmaco antitumorale approvato nel 2015).

Dopo aver dimostrato l'efficacia di questo processo nel loro studio, osservano i ricercatori:"Abbiamo raccolto esosomi dello stesso tipo di cellula cancerosa che doveva essere trattata, li abbiamo caricati con il catalizzatore al palladio e li abbiamo restituiti al terreno di coltura. Là, grazie al loro trofismo selettivo, gli esosomi consegnano il catalizzatore alla cellula originale. Una volta dentro, il catalizzatore converte il panobinostato inattivo nella sua forma attiva e tossica, uccidendo così la cellula tumorale proprio dove vogliamo:proprio all'interno della cellula tumorale".

La chiave del processo è la selettività del meccanismo di trasporto mediato dagli esosomi. Grazie a questa selettività, panobinostat viene generato solo all'interno delle cellule raggiunte dal catalizzatore, e quindi provoca preferenzialmente la morte delle cellule tumorali originarie, mentre il tasso di mortalità tra le altre cellule è molto più basso.