Uno dei modi in cui le cellule tumorali eludono la terapia antitumorale è la produzione di una proteina che pompa i farmaci fuori dalla cellula prima che questi composti possano esercitare i loro effetti di uccisione delle cellule. Un gruppo di ricerca della Northwestern University ha scoperto che le nanoparticelle biocompatibili di ossido di ferro e biossido di titanio possono bypassare questa pompa e consentire ai farmaci antitumorali che danneggiano il DNA di raggiungere il nucleo cellulare.
Gayle Woloschak, un membro del Northwestern University Center for Cancer Nanotechnology Excellence, ha guidato il team di ricerca che ha sviluppato questa nanoparticella. Lei e i suoi collaboratori hanno riportato le loro scoperte sulla rivista Ricerca sul cancro .
L'obiettivo di questo lavoro era duplice:identificare una nanoparticella in grado di superare la resistenza ai farmaci correlata alla pompa che potrebbe fungere contemporaneamente da agente di imaging del tumore. I ricercatori hanno scelto una nanoparticella con un nucleo di ossido di ferro circondato da un guscio di biossido di titanio. Il nucleo di ossido di ferro funge da potente agente di contrasto per la risonanza magnetica (MRI), mentre il guscio del biossido di titanio può legarsi ad agenti antitumorali come la doxorubicina attraverso un legame chimico che si romperà nelle condizioni acide all'interno di una cellula cancerosa.
I ricercatori hanno trattato le cellule tumorali ovariche resistenti ai farmaci con una nanoparticella caricata di doxorubicina e hanno dimostrato che la nanoparticella è stata prontamente trasportata nelle cellule. Ma ancora più importante, le nanoparticelle hanno rilasciato il loro carico utile di droga, permettendo alla doxorubicina di raggiungere il nucleo cellulare. La doxorubicina uccide le cellule attraverso un processo che implica il legame al DNA nel nucleo. Rispetto alla sola doxorubicina, le cellule resistenti hanno accumulato fino a 6 volte più farmaco rispetto a quando somministrato utilizzando la combinazione di nanoparticelle-farmaco. interessante, i ricercatori hanno scoperto che quando hanno co-somministrato anche nanoparticelle vuote (senza doxorubicina) con transferrina, una molecola coinvolta nel trasporto del ferro, hanno visto un aumento dell'assorbimento cellulare della transferrina. Questa osservazione è importante poiché molti gruppi di ricerca stanno sviluppando nanoparticelle che incorporano la transferrina sulla superficie per stimolare l'assorbimento cellulare. In questo scenario, potrebbe essere utile co-trattare con questo tipo di particella vuota.
Questo lavoro, che è dettagliato in un documento intitolato, "I nanocarrier migliorano l'assorbimento della doxorubicina nelle cellule tumorali ovariche resistenti ai farmaci, " 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.
