(PhysOrg.com) - Praticamente ogni studio che utilizza nanoparticelle per somministrare farmaci e agenti di imaging ai tumori inizia caricando il carico utile clinico nella nanoparticella e quindi iniettando l'agente di consegna risultante nel corpo. Sebbene sia efficace nel ridurre la clearance dal corpo e nel migliorare la ritenzione di farmaci o agenti di imaging in un tumore, le nanoparticelle si muovono relativamente lentamente dalla circolazione nel cuore del tumore.
Ora, una coppia di ricercatori dell'Università di Toronto ha dimostrato che un sistema che si assembla in una nanoparticella, completo di farmaco o agente di imaging, una volta che entra in un tumore può aumentare drasticamente la velocità con cui le molecole clinicamente importanti entrano nei tumori e ancora intrappolare quelle molecole all'interno del tumore. Warren Chan e il borsista post-dottorato Steven Perrault hanno condotto lo studio e hanno pubblicato i risultati del loro lavoro nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze.
L'obiettivo di questo progetto era sviluppare un sistema di nanoparticelle che combinasse la velocità di "ingresso" rapida per farmaci a piccole molecole o agenti di imaging con la velocità di "uscita" glaciale associata alle nanoparticelle. Ciò consentirebbe a più farmaci o agenti di imaging di entrare e rimanere nei tumori, consentendo al contempo al corpo di espellere rapidamente qualsiasi materiale attivo rimasto nel flusso sanguigno o che è capitato all'interno del tessuto non mirato. Per creare un sistema che sposasse queste due caratteristiche apparentemente incompatibili, Dott. Chan e Perrault prima iniettano nanoparticelle d'oro di 30 nanometri di diametro rivestite con un polimero terminato con biotina; il polmer impedisce alle particelle di attaccarsi l'una all'altra e la biotina consente la successiva coniugazione con agenti di imaging o farmaci. Nel corso delle prossime 24 ore, molte delle nanoparticelle d'oro si accumulano nei tumori, mentre il resto viene escreto dal corpo.
Prossimo, i ricercatori iniettano il principio attivo legato alla streptavidina, una molecola che si lega strettamente e specificamente alla biotina. Questo costrutto di piccole molecole entra facilmente nei tumori, così come altri tessuti, ma una volta nei tumori si attacca in maniera quasi irreversibile alle nanoparticelle d'oro, riducendo notevolmente la velocità con cui la molecola attiva uscirà dal tumore.
Utilizzando un colorante fluorescente come molecola attiva legata alla streptavidina, Dott. Chan e Perrault sono stati in grado di monitorare la cinetica dell'accumulo di farmaci nel tumore. I risultati sono stati notevoli:la molecola attiva ha accumulato un aumento di quasi 200 volte della velocità con cui il farmaco si è accumulato nei tumori rispetto agli animali che non hanno ricevuto le nanoparticelle d'oro rivestite di biotina. Inoltre, i tumori pretrattati hanno accumulato cinque volte più della sonda fluorescente rispetto agli animali di controllo.
Questo lavoro è dettagliato in un documento intitolato, "Assemblaggio in vivo di componenti di nanoparticelle per migliorare l'imaging mirato del cancro". Un abstract di questo articolo è disponibile sul sito Web della rivista.
