Il glioblastoma è una delle forme più aggressive di cancro al cervello. Piuttosto che presentarsi come un tumore ben definito, il glioblastoma spesso si infiltra nel tessuto cerebrale circostante, rendendo estremamente difficile il trattamento chirurgico o con chemioterapia o radiazioni. Allo stesso modo, diversi modelli murini di glioblastoma si sono dimostrati completamente resistenti a tutti i tentativi di trattamento.

In un nuovo studio, un team guidato da scienziati del Sanford-Burnham Medical Research Institute (Sanford-Burnham) e del Salk Institute for Biological Studies ha sviluppato un metodo per combinare un peptide tumor-homing, un peptide che uccide le cellule, e una nanoparticella che aumenta la morte delle cellule tumorali e consente ai ricercatori di visualizzare i tumori. Quando usato per trattare i topi con glioblastoma, questo nuovo nanosistema ha sradicato la maggior parte dei tumori in un modello e ha ritardato significativamente lo sviluppo del tumore in un altro. Questi risultati sono stati pubblicati la settimana del 3 ottobre nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"Questo è un nanosistema unico per due motivi. Primo, collegare il peptide che uccide le cellule alle nanoparticelle ci ha permesso di somministrarlo specificamente ai tumori, eliminando virtualmente la tossicità del peptide killer sui tessuti normali. Secondo, di solito ricercatori e medici sono felici se sono in grado di somministrare più farmaci a un tumore che ai tessuti normali. Non solo abbiamo realizzato questo, ma siamo stati in grado di progettare le nostre nanoparticelle per rilasciare il peptide killer proprio dove agisce:i mitocondri, il centro di generazione di energia della cellula, " disse Erkki Ruoslahti, M.D., dottorato di ricerca, autore senior dello studio e illustre professore sia nel Cancer Center designato dall'NCI di Sanford-Burnham a La Jolla che nel Center for Nanomedicine, una collaborazione Sanford-Burnham con l'Università della California, Santa Barbara.

Il nanosistema sviluppato in questo studio è composto da tre elementi. Primo, una nanoparticella funge da struttura portante per un agente di imaging e per due peptidi (proteine ​​corte). Uno di questi peptidi guida la nanoparticella e il suo carico utile in modo specifico verso le cellule tumorali e i vasi sanguigni che le alimentano legando i marcatori di superficie cellulare che le distinguono dalle cellule normali. Questo stesso peptide guida anche l'intero sistema all'interno di queste cellule bersaglio, dove il secondo peptide devasta i mitocondri, innescando il suicidio cellulare attraverso un processo noto come apoptosi.

Insieme, questi peptidi e nanoparticelle si sono dimostrati estremamente efficaci nel trattamento di due diversi modelli murini di glioblastoma. Nel primo modello, i topi trattati sono sopravvissuti significativamente più a lungo dei topi non trattati. Nel secondo modello, i topi non trattati sono sopravvissuti solo per otto-nove settimane. In netto contrasto, il trattamento con questo nanosistema ha curato tutti tranne uno su dieci topi. Cosa c'è di più, oltre a fornire terapia, le nanoparticelle potrebbero aiutare nella diagnosi del glioblastoma; sono fatti di ossido di ferro, che li rende - e quindi i tumori a cui prendono di mira - visibili dalla risonanza magnetica, la stessa tecnica già utilizzata per diagnosticare molte condizioni di salute.

In una svolta finale, i ricercatori hanno reso l'intero nanosistema ancora più efficace somministrandolo ai topi insieme a un terzo peptide. Il Dr. Ruoslahti e il suo team hanno precedentemente dimostrato che questo peptide, noto come iRGD, aiuta i farmaci co-somministrati a penetrare profondamente nel tessuto tumorale. iRGD ha dimostrato di aumentare sostanzialmente l'efficacia del trattamento di vari farmaci contro il seno umano, prostata, e tumori del pancreas nei topi, ottenendo lo stesso effetto terapeutico di una dose normale con un terzo di farmaco. Qui, iRGD ha migliorato la penetrazione delle nanoparticelle e l'efficacia terapeutica.

"In questo studio, i nostri pazienti erano topi che hanno sviluppato glioblastomi con le stesse caratteristiche osservate negli esseri umani con la malattia. Li abbiamo trattati sistemicamente con le nanoparticelle. Una volta che le nanoparticelle hanno raggiunto i vasi sanguigni dei tumori, hanno consegnato il loro carico utile (un farmaco) direttamente al produttore di energia della cellula, i mitocondri. Distruggendo i vasi sanguigni e anche alcune cellule tumorali circostanti, siamo stati in grado di curare alcuni topi e prolungare la durata della vita del resto, " disse Dinorah Friedmann-Morvinski, dottorato di ricerca, co-primo autore dello studio e ricercatore post-dottorato associato nel laboratorio di Inder Verma, dottorato di ricerca presso l'Istituto Salk.