Legando più molecole di un comune farmaco contro la leucemia con nanodiamanti, scienziati della National University of Singapore (NUS) e dell'Università della California, Los Angeles (UCLA) è riuscita ad aumentare la somministrazione del farmaco alle cellule leucemiche e a trattenere il farmaco all'interno delle cellule per combattere il cancro.

Questa nuova scoperta, segnalato per la prima volta, affronta una delle principali sfide nel trattamento della leucemia in cui le cellule tumorali sviluppano modi per pompare i farmaci fuori dal corpo prima che possano svolgere il loro lavoro, soprattutto dopo essere stati esposti a chemioterapici.

Sviluppato dal dottor Edward Chow, Principal Investigator presso il Cancer Science Institute di Singapore e Assistant Professor presso il Dipartimento di Farmacologia, Yong Loo Lin School of Medicine presso NUS, in collaborazione con il Professor Dean Ho della UCLA School of Dentistry, questa innovazione promette una maggiore efficacia nel trattamento della leucemia, soprattutto nelle cellule non aderenti.

I risultati sono stati pubblicati per la prima volta online sulla rivista medica Nanomedicina:nanotecnologia, Biologia, e Medicina .

Quando la leucemia diventa resistente ai farmaci

La daunorubicina è attualmente uno dei farmaci più comuni usati per trattare la leucemia. Il farmaco agisce rallentando o bloccando la crescita delle cellule tumorali, causando la morte di molti di loro. È anche comune, però, perché la leucemia diventi resistente a questo farmaco dopo il trattamento.

Un meccanismo attraverso il quale questa opposizione, comunemente noto come chemioresistenza, avviene attraverso l'espressione di pompe trasportatrici di farmaci nelle cellule leucemiche che pompano attivamente i chemioterapici, compresa la daunorubicina.

Uso innovativo dei nanodiamanti

Gli attuali approcci per neutralizzare la chemioresistenza si sono concentrati sullo sviluppo di inibitori competitivi. Questi sforzi hanno un successo limitato, con sfide come alti livelli di tossicità e risultati tutt'altro che promettenti durante gli studi clinici.

Il team di scienziati di NUS e UCLA si è rivolto ai nanodiamanti, che sono minuscoli, particelle a base di carbonio di diametro compreso tra 2 e 8 nanometri, come opzione per affrontare la chemioresistenza. Il dott. Chow ha studiato le basi biologiche del modo in cui i nanodiamanti possono potenzialmente superare la chemioresistenza.

Gli scienziati hanno legato le superfici dei nanodiamanti con daunorubicina, e i complessi ibridi nanodiamante-farmaco sono stati introdotti nelle cellule leucemiche. Il team di ricerca ha scoperto che i nanodiamanti potrebbero portare il farmaco alle cellule tumorali senza essere pompati. Grazie alle loro dimensioni non invasive e alle caratteristiche superficiali uniche, i nanodiamanti possono essere rilasciati facilmente senza ostruire i vasi sanguigni.

Il dottor Chow ha detto, "L'uso dei nanodiamanti offre una promettente combinazione di biocompatibilità e capacità di migliorare l'efficacia terapeutica. Inoltre, i nostri test di sicurezza iniziali sia in vitro che in vivo indicano che sono ben tollerati, il che è un passo promettente verso il continuo sviluppo traslazionale".

"I nanodiamanti sono promettenti veicoli terapeutici, e uno dei nostri obiettivi attuali è determinare quali farmaci sarebbero forniti in modo ottimale dal nanodiamante verso modelli di malattia specifici che potrebbero beneficiare al meglio un paziente in futuro, " ha aggiunto il prof Ho, che fa parte della Divisione di Biologia e Medicina Orale ed è anche Co-Direttore del Jane and Jerry Weintraub Center for Reconstructive Biotechnology presso la UCLA School of Dentistry. Il dottor Ho è anche professore di bioingegneria all'UCLA.

Ulteriore ricerca

Il team ha notato che sono necessari un ulteriore sviluppo e una valutazione della sicurezza dei sistemi di nanodiamanti per realizzare il loro pieno potenziale. Per approfondire la ricerca, il team multidisciplinare di collaboratori valuterà i complessi di somministrazione del farmaco in ambito clinico. Sperano che il loro lavoro possa essere tradotto nella clinica per l'uso contro la leucemia che non risponde al trattamento con Daunorubicina. Stanno anche cercando di applicare le proprietà leganti dei nanodiamanti ad altri farmaci.