(PhysOrg.com) -- Utilizzando particelle di silicio nanoporoso, due squadre di ricercatori hanno creato veicoli per la somministrazione di farmaci in grado di trasportare terapie molecolari labili in profondità nel corpo. Entrambi i gruppi ritengono che i loro nuovi veicoli di somministrazione dei farmaci creino nuove opportunità per lo sviluppo di terapie antitumorali innovative.
Mauro Ferrari, del Centro di Scienze della Salute dell'Università del Texas a Houston, ha guidato un team di ricerca con l'obiettivo di sviluppare nuovi metodi per somministrare piccole molecole terapeutiche di RNA interferente (siRNA) ai tumori. Lui ei suoi colleghi hanno pubblicato i risultati dei loro studi sulla rivista Cancer Research. Karl Erik Hellstrom, dell'Università di Washington, e Jun Liu e Chenghong Lei, entrambi del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), ha guidato il gruppo di ricerca nello sviluppo di metodi per la somministrazione di anticorpi terapeutici ai tumori. La loro ricerca è stata pubblicata nel Giornale della Società Chimica Americana . Il Dr. Ferrari è il ricercatore principale di uno dei centri di scienze fisiche del National Cancer Institute (NCI) nei centri di oncologia, e ha svolto un ruolo fondamentale nella creazione dell'Alleanza per la nanotecnologia del cancro dell'NCI.
siRNA è un approccio promettente alla terapia antitumorale, e una molecola di siRNA antitumorale è ora in studi clinici sull'uomo (clicca qui per una storia recente). Però, le molecole di siRNA vengono rapidamente degradate nel corpo, quindi consegnarli ai tumori richiede aiuto.
Il team del Dr. Ferrari ha affrontato questo problema incapsulando prima le molecole di siRNA in nanoparticelle a base di lipidi. Il lavoro precedente del suo team aveva già dimostrato che queste nanoparticelle lipidiche potrebbero fornire molecole di siRNA ai tumori, ma per ottenere un effetto terapeutico nei topi portatori di tumore sono state necessarie iniezioni bisettimanali per molte settimane. Per ridurre il numero di iniezioni necessarie, Il dottor Ferrari ei suoi colleghi hanno deciso di caricare il loro costrutto di nanoparticelle-siRNA nei pori di particelle di silicio nanoporoso biocompatibili. Hanno quindi iniettato il loro veicolo di somministrazione del farmaco in topi con tumori ovarici umani.
Quando i ricercatori hanno esaminato i topi tre settimane dopo, i ricercatori hanno scoperto che i tumori si erano notevolmente ridotti e che l'agente siRNA stava ancora esercitando il suo effetto biologico. Gli investigatori hanno anche scoperto che le tossicità erano minime o inesistenti.
Nel frattempo, il team dell'Università di Washington-PNNL ha utilizzato silicio nanoporoso per intrappolare un gran numero di anticorpi monoclonali che prendono di mira una specifica proteina associata al tumore nota come CTLA-4. È stato dimostrato che gli anticorpi monoclonali diretti contro CTLA-4 producono effetti antitumorali marcati negli studi clinici sull'uomo, ma i livelli terapeutici di questo anticorpo possono innescare reazioni autoimmuni indesiderate e altri gravi effetti collaterali. Dott. Hellstrom, Liu, e Lei e i loro collaboratori hanno ragionato sul fatto che le particelle di silicio nanoporoso potrebbero fungere da serbatoio che manterrebbe i livelli terapeutici di anticorpi proprio nel sito del tumore riducendo la quantità complessiva di anticorpi che circolano liberamente nel corpo.
Per verificare la loro ipotesi, i ricercatori hanno iniettato il loro costrutto direttamente nei melanomi che crescono nei topi. Come controllo, un secondo gruppo di topi ha ricevuto anticorpi monoclonali CTLA-4 iniettati nella cavità peritoneale. I risultati di questo esperimento hanno mostrato che gli anticorpi monoclonali CTLA-4 somministrati utilizzando silicio nanoporoso hanno prodotto una soppressione della crescita tumorale per un mese senza tossicità, mentre gli anticorpi CTLA-4 da soli hanno avuto scarso effetto sulla crescita del tumore. Anche il primo gruppo di animali viveva molto più a lungo del secondo gruppo.
Questo lavoro su siRNA è dettagliato in un documento intitolato, "Rilascio di RNA interferente di piccole dimensioni sostenuto da particelle di silicio mesoporose". Investigatori dell'Università del Texas M.D. Anderson Cancer Center, Università del riso, Baylor College of Medicine, Università del Texas ad Austin, e anche l'Università di Porto Rico Comprehensive Cancer Center ha partecipato a questo studio. Un abstract di questo articolo è disponibile sul sito Web della rivista.
Questo lavoro con gli anticorpi è dettagliato in un documento intitolato, "Rilascio locale di anticorpi altamente caricati dal supporto nanoporoso funzionalizzato per l'immunoterapia del cancro". Un abstract di questo articolo è disponibile sul sito Web della rivista.
