Negli ultimi sei anni, il Laboratorio di caratterizzazione delle nanotecnologie (NCL) del National Cancer Institute (NCI), una componente chiave della Alliance for Nanotechnology in Cancer dell'NCI, ha caratterizzato più di 250 diversi nanomateriali sviluppati da oltre 75 gruppi di ricerca. Questa vasta esperienza ha offerto al personale NCL una prospettiva unica su come progettare nanomateriali sicuri e biocompatibili per uso umano. In un articolo pubblicato sulla rivista Biologia Integrativa , il team NCL ha condiviso alcune delle lezioni apprese.
La NCL esegue e standardizza la caratterizzazione preclinica dei nanomateriali destinati alla terapia e alla diagnostica del cancro sviluppati da ricercatori del mondo accademico, governo, e industria. Il laboratorio funge da risorsa nazionale e base di conoscenze per i ricercatori sul cancro, e facilita lo sviluppo e la traduzione di particelle e dispositivi su scala nanometrica per applicazioni cliniche. Scott McNeil, il direttore della NCL, e sette colleghi hanno compilato le insidie comuni che gli sviluppatori non materiali incontrano nel loro percorso dalla ricerca di base, a prodotti che saranno testati come agenti per l'imaging o per la somministrazione di farmaci ai tumori nell'uomo.
Una lezione importante per gli sviluppatori di nanomateriali, che tendono ad essere ricercatori accademici con poca esperienza nello sviluppo di prodotti destinati all'uso clinico, è che devono concentrarsi maggiormente sull'assicurare che i materiali che sviluppano per i test sugli animali, e alla fine gli umani, sono sterili. Una recente revisione di 75 campioni arrivati all'NCL per i test ha rilevato che più di un terzo ha mostrato prove di contaminazione batterica.
Un'altra lezione importante è stata che i materiali disponibili in commercio, che si tratti di nanomateriali o di sostanze chimiche utilizzate per produrre nanomateriali, non sono sempre quello che sembrano. In alcuni casi, queste materie prime sono contaminate da tossine batteriche, in altri casi i prodotti non soddisfano le specifiche pubblicizzate dai produttori. Il Dr. McNeil e i suoi colleghi osservano che "è nell'interesse dei ricercatori caratterizzare sempre i materiali prima di procedere con la sintesi e la funzionalizzazione più costosa e i test biologici".
Il personale di NCL ha anche scoperto che i ricercatori devono fare un lavoro migliore purificando i loro nanomateriali dai residui rimanenti dai processi che usano per fabbricare le loro nanoparticelle e altre formulazioni. In alcuni casi, i nanomateriali che sembravano tossici erano in realtà biocompatibili. Anziché, erano le impurità di produzione che causavano problemi di tossicità. Inoltre, Gli studi NCL hanno dimostrato che la tossicità dei nanomateriali può essere spesso eliminata scegliendo materiali di partenza leggermente diversi che sono incorporati nel prodotto finale ma che non svolgono un ruolo come agente di imaging o farmaco antitumorale.
Le ultime due lezioni hanno a che fare con l'importanza di sviluppare i giusti metodi per valutare la stabilità di un nanomateriale nel corpo e la velocità con cui rilascia il suo carico al bersaglio previsto, il tumore. I team leader di NCL raccomandano che gli sviluppatori di nanomateriali utilizzino più test prima di iniziare gli studi sugli animali per determinare queste caratteristiche dei loro nanomateriali perché i singoli test possono spesso dipingere un'immagine incompleta che può portare a perdite di tempo e denaro.
Il lavoro che ha prodotto questi risultati è descritto in modo più dettagliato in un documento intitolato "Insidie comuni nella nanotecnologia:lezioni dal Laboratorio di caratterizzazione delle nanotecnologie dell'NCI".
