L'approccio standard alla terapia del cancro oggi consiste nel mescolare e abbinare i farmaci chemioterapici per attaccare i tumori in più modi. Ora, due gruppi separati di ricercatori hanno dimostrato che l'uso di nanoparticelle per somministrare più farmaci contemporaneamente può produrre un effetto sinergico che aumenta la capacità di uccidere le cellule di entrambi i farmaci.
In uno studio, un team di ricercatori della Northwestern University ha dimostrato di poter combinare due agenti antitumorali potenti ma estremamente tossici - cisplatino e doxorubicina - in una nanoparticella polimerica, producendo un sostanziale impulso nella loro capacità della combinazione di distruggere i tumori. Inoltre, la nanoparticella due in uno riduce la quantità di entrambi i farmaci necessari per uccidere le cellule tumorali, che presumibilmente ridurrebbe gli effetti collaterali tossici associati a questi farmaci.
SonBinh Nguyen e Thomas O'Halloran hanno condotto questo studio, che è stato pubblicato nel Giornale della Società Chimica Americana . Il Dr. O'Halloran è il co-investigatore principale di una delle 12 Cancer Nanotechnology Platform Partnerships finanziate dalla National Cancer Institute Alliance for Nanotechnology in Cancer. È anche membro del Northwestern University Center for Cancer Nanotechnology Excellence (CCNE), che fa anche parte dell'Alliance for Nanotechnology in Cancer.
Sebbene originariamente progettato per trasportare il triossido di arsenico nei tumori solidi, le nanoparticelle utilizzate in questo studio si stanno dimostrando abbastanza versatili nella loro capacità di trasportare un'ampia gamma di carichi verso tumori maligni. In questo studio, i ricercatori volevano vedere se la somministrazione di due farmaci in una nanoparticella offrisse vantaggi rispetto alla somministrazione senza la nanoparticella o in nanoparticelle separate. Le nanoparticelle, che i ricercatori chiamano nanobin, sono realizzati racchiudendo un liposoma all'interno di una gabbia polimerica sensibile al pH. In questo caso, la doxorubicina è intrappolata nel nucleo del liposoma, mentre il cisplatino era intrappolato nella gabbia polimerica.
In una prima serie di esperimenti, i ricercatori hanno determinato che un rapporto di 5 a 1 tra cisplatino e doxorubicina era il più efficace nel trattamento dei tumori ovarici quando i due farmaci erano combinati nella stessa nanoparticella. Quando i due farmaci sono stati somministrati a questo rapporto ma ciascuno nella propria nanoparticella, la combinazione non era solo meno efficace nell'uccidere le cellule maligne, ma i due farmaci sembravano interferire l'uno con l'altro, un fenomeno spesso osservato nella pratica clinica. La somministrazione dei due farmaci nella stessa nanoparticella assicura che i farmaci colpiscano contemporaneamente i loro bersagli intracellulari, che è ciò che probabilmente porta al sinergismo osservato in questo studio.
Nel frattempo, Mansoor Amiji e Zhenfeng Duan, co-ricercatori principali della Cancer Nanotechnology Platform Partnership presso la Northeastern University, hanno dimostrato che un diverso tipo di nanoparticella polimerica può anche rilasciare due agenti antitumorali contemporaneamente e, di conseguenza, può uccidere le cellule tumorali che sono diventate resistenti alla terapia farmacologica. In questo caso, i ricercatori hanno sintetizzato nanoparticelle polimeriche biocompatibili che hanno intrappolato paclitaxel e lonidamina e che hanno preso di mira il recettore del fattore di crescita epidermico (EGFR) che è sovraespresso sui tumori altamente aggressivi. Quando aggiunto alle cellule tumorali che crescono in coltura, la nanoparticella contenente entrambi i farmaci era molto più efficace nell'uccidere le cellule resistenti ai farmaci rispetto a quando i due farmaci venivano co-somministrati in nanoparticelle separate. Gli investigatori hanno riportato le loro scoperte sul giornale Farmaceutica molecolare .
In una serie separata di esperimenti, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Angewandte Chemie Edizione Internazionale , Dott. Nguyen e O'Halloran, affiancato da Thomas Meade, un altro membro del CCNE nordoccidentale, hanno dimostrato che i nanobin possono anche fornire ai tumori un agente terapeutico e di imaging a risonanza magnetica. In questo studio, i ricercatori hanno caricato l'agente antitumorale gemcitabina nel nucleo del nanobin e hanno aggiunto un agente di contrasto per risonanza magnetica al gadolinio sulla superficie del nanobin. Quando aggiunto alle cellule tumorali di topo, i nanobin sono stati assorbiti rapidamente e i nanobin erano chiaramente visibili nelle immagini di risonanza magnetica. Inoltre, le nanoparticelle hanno rilasciato il loro carico utile di gemcitabina una volta che i nanobin sono stati assorbiti dalle cellule coltivate.
