(Phys.org) -- Sperimentazione con cellule e topi di cancro alla prostata umani, Gli esperti di imaging del cancro della Johns Hopkins affermano di aver sviluppato un metodo per trovare e uccidere le cellule maligne risparmiando quelle sane.

Il metodo, chiamato imaging teranostico, mira e tiene traccia di potenti terapie farmacologiche direttamente e solo alle cellule tumorali. Si basa sul legame di una forma originariamente inattiva di chemioterapia farmacologica, con un enzima, a proteine ​​specifiche sulle superfici delle cellule tumorali e rilevando l'assorbimento del farmaco nel tumore. Il legame del complesso farmaco-proteina altamente specifico, o nanoplex, alla superficie cellulare gli permette di entrare nella cellula cancerosa, dove l'enzima attiva lentamente il farmaco che uccide il tumore.

I ricercatori dicono che i loro risultati, pubblicato sulla rivista ACS Nano in linea il 6 agosto si ritiene che siano i primi a dimostrare che le chemioterapie possono essere controllate con precisione a livello molecolare per massimizzare la loro efficacia contro i tumori, riducendo anche al minimo i loro effetti collaterali.

Investigatore senior dello studio Zaver Bhujwalla, dottorato di ricerca, un professore presso la Johns Hopkins University School of Medicine e il suo Kimmel Cancer Center, osserva che un problema persistente con l'attuale chemioterapia è che attacca tutti i tipi di cellule e tessuti, non solo cancerose.

Negli esperimenti di imaging teranostico, supervisionato da Bhujwalla e dal co-investigatore Martin Pomper, M.D., dottorato di ricerca, i ricercatori hanno diretto i farmaci solo alle cellule tumorali, in particolare quelli con antigene di membrana prostatico specifico, o proteine ​​della superficie cellulare PSMA.

"I nostri risultati mostrano un approccio di imaging non invasivo per seguire e fornire una terapia mirata a qualsiasi tumore che esprima PSMA, "dice Bhujwalla, che è anche direttore del Johns Hopkins In Vivo Cellular and Molecular Imaging Center (ICMIC), dove sono stati sviluppati gli studi di imaging teranostico.

Bhujwalla afferma che la nuova tecnica potenzialmente funzionerà contro qualsiasi cancro in cui i tumori elevino la produzione di alcune proteine ​​​​della superficie cellulare. Gli esempi includono i tumori al seno con proteine ​​HER-2/neu e CXCR4, e un po' di fegato, tumori del polmone e del rene noti anche per esprimere particolari proteine. Nota che il PSMA è espresso nei vasi della maggior parte dei tumori solidi, suggerendo che il nanoplex riportato nell'ultimo studio potrebbe essere utilizzato in generale per l'immagine e il trattamento di una varietà di tumori.

Nella loro ultima serie di esperimenti, principalmente nei topi a cui sono state iniettate cellule tumorali prostatiche umane, Bhujwalla e il team della Johns Hopkins hanno testato la loro capacità di monitorare con dispositivi di imaging la somministrazione di farmaci antitumorali direttamente ai tumori. Alcuni dei tumori erano costituiti da cellule con PSMA, mentre altri cosiddetti tumori di controllo non ne avevano. Inclusi nel farmaco nanoplex c'erano piccoli filamenti di RNA, acidi per la costruzione cellulare che possono essere utilizzati invece per bloccare e ridurre la produzione di un noto enzima, colina chinasi, i cui livelli di solito aumentano con la crescita del tumore. Tutti i componenti del nanoplex sono stati ripresi all'interno del tumore, oltre a far cadere la produzione di colina chinasi, che è diminuito dell'80% entro 48 ore dall'assorbimento del nanoplex nelle cellule con ampio PSMA. Quando i ricercatori hanno usato anticorpi per bloccare l'azione del PSMA, è diminuito il livello di assorbimento del nanoplex e di attivazione del farmaco nelle cellule cancerose misurato dall'oscuramento dell'immagine.

Diverse concentrazioni del farmaco nanoplex, etichettati con molecole radioattive e fluorescenti, sono stati mescolati in laboratorio con cellule di tessuto del cancro alla prostata, alcuni dei quali avevano PSMA extra e altri che non ne avevano. Solo quelle cellule con PSMA extra hanno mostrato l'assorbimento di nanoplex, misurata dall'intensità dell'immagine, che in seguito è diminuito quando sono state aggiunte sostanze chimiche bloccanti il ​​PSMA (tornando ai livelli osservati nelle cellule quasi prive di PSMA).

Ulteriori esperimenti che hanno coinvolto iniezioni di tre diverse concentrazioni del farmaco nanoplex non hanno mostrato danni ad altri organi vitali di topo, come il rene e il fegato, né alcun aumento nella risposta del sistema immunitario del topo.

"Il nostro approccio di imaging teranostico mostra come i migliori metodi di rilevamento e trattamento possono essere combinati per formare, forme più potenti e più sicure di chemioterapia, "dice Pompero, un professore alla Johns Hopkins, che ricopre anche il ruolo di direttore associato presso ICMIC.

Dice che un obiettivo importante per l'imaging teranostico è spostarlo oltre la chemioterapia standard che attacca una molecola bersaglio alla volta. "Con l'imaging teranostico, possiamo attaccare più bersagli tumorali, rendendo più difficile per il tumore eludere il trattamento farmacologico, "dice Pompero, che sta già lavorando con i colleghi della Johns Hopkins per identificare altri bersagli molecolari.