(PhysOrg.com) - Con l'avvento della terapia farmacologica mirata per il trattamento del cancro, è diventato chiaro che un importante fattore predittivo di successo di queste terapie è se un tale farmaco sta raggiungendo il suo obiettivo nel paziente. La misura di fondo del successo è la sopravvivenza, ma disporre di una misura rapida del targeting dei farmaci consentirebbe agli oncologi di apportare modifiche precoci alla terapia se la quantità di farmaco che raggiungeva il target previsto fosse insufficiente per uccidere un tumore.
Ralph Weissleder e i suoi colleghi della Harvard Medical School potrebbero aver sviluppato proprio ciò che gli oncologi hanno ordinato. Utilizzando nanoparticelle magnetiche come lettura sensibile del targeting per farmaci, e uno strumento di risonanza magnetica nucleare (NMR) miniaturizzato, Il team di Weissleder ha creato un nuovo sistema per misurare direttamente sia l'espressione del bersaglio che il legame del farmaco in un piccolo numero di cellule tumorali ottenute tramite biopsia con ago. Questa nuova tecnica ha il potenziale per fornire risultati in tempo reale al momento della biopsia. Weissleder è il co-investigatore principale del MIT-Harvard Center for Cancer Nanotechnology Excellence.
Riportare il suo lavoro sulla rivista ACS Nano , il team di Harvard ha dimostrato di poter utilizzare il proprio sistema per misurare l'efficacia dei cosiddetti inibitori di PARP nel legarsi al bersaglio previsto, la proteina poli(ADP-ribosio) polimerasi (PARP). Diversi inibitori di PARP si stanno muovendo attraverso studi clinici per il trattamento del cancro al seno e alle ovaie. I ricercatori notano, anche se, che il loro sistema è ampiamente applicabile alla maggior parte dei tipi di farmaci che devono legarsi a uno specifico bersaglio molecolare.
Il componente chiave di questo specifico sistema di dosaggio è un rivestimento in destrano, nanoparticella di ossido di ferro reticolato (CLIO) legata a una piccola molecola inibitrice di PARP. Una volta che gli investigatori hanno preparato questo costrutto, lo hanno testato su cinque diverse linee cellulari tumorali che producono diversi livelli di PARP. Dopo aver miscelato le nanoparticelle con le cellule, i livelli di espressione di PARP sono stati misurati utilizzando uno strumento NMR miniaturizzato delle dimensioni di un telefono cellulare. I risultati, ottenuto da appena 1500 cellule, corrispondevano a quelli ottenuti utilizzando tecnologie di espressione proteica standard.
Prossimo, i ricercatori hanno testato il loro sistema per vedere se era in grado di determinare il legame target per cinque diversi inibitori di PARP disponibili in commercio. Ancora, i risultati, ottenuto in meno di 90 minuti e da 10, 000 celle, abbinati a quelli ottenuti utilizzando altri, più elaborato, richiede tempo, e tecnologie standard molto meno sensibili.
Con questi risultati in mano, Il team di Weissleder ha misurato il targeting dei farmaci in cellule vive e campioni di sangue. Da campioni di appena 1500 cellule, i ricercatori hanno scoperto che il loro sistema potrebbe rilevare differenze nell'espressione di PARP e nel legame del farmaco tra diversi tipi di tumore. I risultati, hanno scritto i ricercatori, "suggeriscono il potenziale per un futuro 'indice di trattamento, ' dove i pazienti con un'elevata efficacia di legame ai farmaci riceverebbero dosi terapeutiche più basse, mentre i pazienti con bassa efficacia di legame ai farmaci richiederebbero dosi più elevate o sarebbero candidati a ricevere farmaci alternativi." Gli investigatori sono già al lavoro su un sistema di seconda generazione che richiederebbe ancora meno, o anche single, cellule che potrebbero consentire ai medici di identificare lo sviluppo di cellule rare resistenti ai farmaci.
Questo lavoro, che è dettagliato in un documento intitolato, "Misurazione mediata da nanoparticelle del legame bersaglio-farmaco nelle cellule tumorali, " è stato in parte sostenuto dalla NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, un'iniziativa globale progettata per accelerare l'applicazione delle nanotecnologie alla prevenzione, diagnosi, e cura del cancro. Un abstract di questo articolo è disponibile sul sito web della rivista.
