Le nanoparticelle sono considerate un approccio promettente per rilevare e combattere le cellule tumorali. Il metodo ha, però, spesso falliscono perché il sistema immunitario umano li riconosce e li respinge prima che possano adempiere alla loro funzione. I ricercatori dell'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e dell'University College di Dublino hanno sviluppato nanoparticelle che aggirano il sistema di difesa del corpo e trovano le cellule malate. Questa procedura utilizza frammenti di un anticorpo che si verifica solo nei cammelli e nei lama.

L'uso delle nanoparticelle nella ricerca sul cancro è considerato un approccio promettente per rilevare e combattere le cellule tumorali. Il metodo ha, però, spesso fallisce perché il sistema immunitario umano riconosce le particelle come oggetti estranei e le respinge prima che possano svolgere la loro funzione. I ricercatori dell'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e dell'University College Dublin in Irlanda hanno, insieme ad altri soci, sviluppato nanoparticelle che non solo aggirano il sistema di difesa del corpo, ma trovano anche la loro strada verso le cellule malate. Questa procedura utilizza frammenti di un particolare tipo di anticorpo che si trova solo nei cammelli e nei lama. Le piccole particelle hanno avuto successo anche in condizioni molto simili alla situazione all'interno dei corpi dei potenziali pazienti.

Descrivendo lo stato attuale della ricerca, Il Dr. Kristof Zarschler dell'Helmholtz Virtual Institute NanoTracking presso l'HZDR spiega, "Al momento dobbiamo superare tre sfide. Primo, dobbiamo produrre le nanoparticelle più piccole possibili. Dobbiamo quindi modificare la loro superficie in modo che le proteine ​​del corpo umano non li avvolgano, che le renderebbe così inefficaci. Al fine di assicurare, che le particelle facciano il loro lavoro, dobbiamo anche programmarli in qualche modo per trovare le cellule malate." Pertanto, i ricercatori di Dresda e Dublino hanno unito le loro competenze per sviluppare nanoparticelle fatte di biossido di silicio con frammenti di anticorpi di cammello.

A differenza degli anticorpi convenzionali, che consistono di due catene proteiche leggere e due pesanti, quelli presi da cammelli e lama sono meno complessi e sono costituiti da due sole catene pesanti. "Grazie a questa struttura semplificata, sono più facili da produrre rispetto ai normali anticorpi, " spiega Zarschler. "Abbiamo anche solo bisogno di un particolare frammento - la porzione della molecola che si lega a determinate cellule tumorali - che rende possibile la produzione di nanoparticelle molto più piccole". Modificando la superficie della nanoparticella, diventa anche più difficile per il sistema immunitario riconoscere il materiale estraneo, che consente alle nanoparticelle di raggiungere effettivamente il loro obiettivo.

Le particelle ultra-piccole dovrebbero quindi rilevare il cosiddetto recettore del fattore di crescita epidermico (EGFR) nel corpo umano. In vari tipi di tumori, questa molecola è sovraespressa e/o esiste in forma mutata, che consente alle cellule di crescere e moltiplicarsi in modo incontrollato. I ricercatori di Dresda potrebbero dimostrare in esperimenti che le nanoparticelle che sono state combinate con i frammenti di anticorpi di cammello possono legarsi più saldamente alle cellule tumorali. "L'EGFR è un lucchetto virtuale a cui il nostro anticorpo si adatta come una chiave, " spiega Zarschler.

Hanno anche ottenuto gli stessi risultati in esperimenti che coinvolgono siero di sangue umano - un ambiente biologicamente rilevante, sottolineano gli scienziati:"Ciò significa che abbiamo eseguito i test in condizioni molto simili alla realtà del corpo umano, " spiega il dottor Holger Stephan, chi guida il progetto. "Il problema con molti studi attuali è che vengono scelte condizioni artificiali dove non esistono fattori di disturbo. Sebbene ciò fornisca buoni risultati, è in definitiva inutile perché le nanoparticelle alla fine falliscono in esperimenti condotti in condizioni più complesse. Nel nostro caso, potremmo almeno ridurre questa fonte di errore."

Però, è necessario più tempo prima che le nanoparticelle possano essere utilizzate nella diagnosi dei tumori umani. "I test di successo ci hanno portato un passo avanti, " spiega Stephan. "La strada, però, al suo uso clinico è lungo." Il prossimo obiettivo è ridurre le dimensioni delle nanoparticelle, che ora hanno un diametro di circa cinquanta nanometri, a meno di dieci nanometri. "Sarebbe ottimale, " secondo Zarschler. "Allora rimarrebbero nel corpo umano solo per un breve periodo, giusto il tempo necessario per rilevare il tumore".