(PhysOrg.com) - La capacità di utilizzare le nanoparticelle per fornire carichi utili di farmaci antitumorali ai tumori nel corpo potrebbe annunciare un cambiamento fondamentale nel trattamento chemioterapico. Ma gli scienziati sono ancora in una fase relativamente iniziale nell'implementazione di questa tecnologia.
Sebbene sviluppino nanoparticelle che funzionano come "proiettili magici" - mirando selettivamente ai tumori risparmiando il normale, tessuti sani - è ancora l'obiettivo, la realtà è che la maggior parte di questi nanocarrier vengono rimossi attraverso il fegato e la milza prima di raggiungere il target previsto. E molti dei farmaci incapsulati possono andare persi mentre i portatori circolano nel sangue o degradarsi verso i tumori.
In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista ACS Nano , Gli scienziati dell'UCLA riferiscono che utilizzando nanoparticelle di silice mesoporosa ingegnerizzata (MSNP) come veicoli di consegna, sono stati in grado di ottenere aumenti significativi della percentuale di nanoparticelle che trasportano farmaci che raggiungono e vengono trattenute nei siti del tumore.
La piattaforma MSNP consente l'introduzione di funzionalità di progettazione multiple e personalizzate che possono aiutare a ottimizzare la somministrazione di farmaci chemioterapici a una varietà di tipi di cancro, hanno detto i ricercatori, guidato dal dottor Andre Nel, un professore di medicina, pediatria e sanità pubblica e capo della divisione di nanomedicina presso il Dipartimento di Medicina dell'UCLA, e Jeffrey Zink, professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'UCLA. Nel e Zink sono anche membri del California NanoSystems Institute dell'UCLA.
Una sfida chiave nel migliorare la somministrazione di farmaci è stata migliorare l'accesso dei nanocarrier ai tumori sfruttando caratteristiche come la perdita di vasi sanguigni tumorali anormali, che consente alle nanoparticelle di scivolare e di essere trattenute nei siti del tumore. Per ottenere ciò, le particelle devono essere progettate per essere della dimensione ideale, rimanere nel flusso sanguigno abbastanza a lungo eludendo temporaneamente il fegato e la milza, e per legare stabilmente il farmaco.
Le caratteristiche di progettazione dinamica impiegate dal team di ricerca dell'UCLA includono la manipolazione delle dimensioni e delle proprietà della superficie della nanoparticella per migliorare la biodistribuzione del tumore e il rilascio protetto. Lo studio dimostra come, attraverso un processo di progettazione iterativo, l'MSNP di prima generazione è stato riprogettato e ottimizzato per fornire doxorubicina a uno xenotrapianto di cancro in un modello murino.
Il team ha dimostrato un aumento significativo della ritenzione di particelle nel sito del tumore:circa dal 10 al 12 percento di tutte le particelle caricate di farmaco iniettate per via endovenosa hanno raggiunto il sito del tumore. Questa elevata distribuzione del tumore è eccezionalmente buona, rispetto ad altre piattaforme di nanodistribuzione a base di polimeri e copolimeri per le quali il miglior targeting tumorale passivo è compreso tra il 3,5 e il 10% delle particelle iniettate, hanno detto i ricercatori.
Lo studio ha anche dimostrato un'efficace somministrazione di farmaci e l'uccisione delle cellule tumorali utilizzando il sistema MSNP riprogettato e ottimizzato nei topi.
"La quantità di doxorubicina che veniva somministrata al sito del tumore era considerevolmente superiore a quella che poteva essere ottenuta dal farmaco libero, oltre a consentire una consegna efficiente nelle cellule tumorali nel sito del tumore, " ha detto Nel, che è anche membro del Jonsson Comprehensive Cancer Center dell'UCLA.
Inoltre, la migliore somministrazione del farmaco è stata accompagnata da una significativa riduzione degli effetti collaterali sistemici come la perdita di peso e la riduzione del danno epatico e renale.
"Questa è un'importante dimostrazione di come il design ottimale della piattaforma MSNP possa ottenere una migliore somministrazione di farmaci in vivo, " Nel ha detto. "Questa piattaforma di consegna consente un confezionamento efficace e protettivo di farmaci antitumorali idrofobici e carichi per la consegna controllata e su richiesta. Non solo queste caratteristiche di progettazione sono superiori per indurre il restringimento del tumore e l'apoptosi rispetto al farmaco libero, ma migliorano anche notevolmente il profilo di sicurezza della somministrazione sistemica di doxorubicina".
