Una collaborazione di ricerca tra il Brigham e il Women's Hospital (BWH) e il Dana-Farber Cancer Institute (DFCI) ha utilizzato tecnologie di nanomedicina per sviluppare un sistema di somministrazione di farmaci in grado di colpire e attaccare con precisione le cellule tumorali nell'osso, così come aumentare la forza e il volume delle ossa per prevenire la progressione del cancro osseo.
Lo studio è pubblicato la settimana del 30 giugno, 2014 in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .
"L'osso è un microambiente favorevole per la crescita delle cellule tumorali che migrano dai tumori in organi distanti del corpo, come il seno, prostata e sangue, durante la progressione della malattia, " disse Archana Swami, dottorato di ricerca, BWH Laboratorio di Nanomedicina e Biomateriali, co-autore dello studio. "Abbiamo progettato e testato un sistema di nanoparticelle mirate all'osso per mirare selettivamente al microambiente osseo e rilasciare un farmaco terapeutico in modo spazio-temporale controllato, portando al rimodellamento del microambiente osseo e alla prevenzione della progressione della malattia".
"Ci sono opzioni di trattamento limitate per i tumori ossei, " ha aggiunto Michaela Reagan, dottorato di ricerca, Centro DFCI di Oncologia Ematologica, co-autore dello studio. "Le nostre terapie mirate ingegnerizzate manipolano le cellule tumorali nell'osso e nel microambiente circostante per prevenire efficacemente la diffusione del cancro nelle ossa con effetti minimi fuori bersaglio".
Gli scienziati hanno sviluppato nanoparticelle invisibili costituite da una combinazione di polimeri biodegradabili clinicamente convalidati e alendronato, un agente terapeutico clinicamente convalidato, che appartiene alla classe dei bifosfonati. I bifosfonati si legano al calcio. Il più grande deposito di calcio nel corpo umano è nelle ossa, quindi i bifosfonati si accumulano in alta concentrazione nelle ossa.
Decorando la superficie delle nanoparticelle con alendronato, le nanoparticelle potrebbero ospitare il tessuto osseo per fornire farmaci che sono incapsulati all'interno delle nanoparticelle e uccidere le cellule tumorali, oltre a stimolare la crescita sana del tessuto osseo. Per di più, i bifosfonati sono comunemente utilizzati nel corso del trattamento dei tumori con metastasi ossee, e quindi l'alendronato svolge un duplice ruolo nel contesto di queste nanoparticelle mirate.
Gli scienziati hanno testato le loro nanoparticelle contenenti farmaci in topi con mieloma multiplo, un tipo di cancro alle ossa. I topi sono stati prima pretrattati con nanoparticelle caricate con il farmaco antitumorale, bortezomib, prima di essere iniettate con cellule di mieloma. Il trattamento ha determinato una crescita più lenta del mieloma e una sopravvivenza prolungata. Inoltre, i ricercatori hanno anche osservato che bortezomib, come regime di pre-trattamento, cambiato la composizione dell'osso, esaltandone la forza e il volume.
"Questi risultati suggeriscono che le terapie antitumorali con nanoparticelle mirate all'osso offrono un nuovo modo per fornire una quantità concentrata di farmaco in modo controllato e specifico per prevenire la progressione del tumore nel mieloma multiplo, " disse Omid Farokhzad, dottore, direttore del Laboratorio BWH di Nanomedicina e Biomateriali, co-autore senior dello studio. "Questo approccio può rivelarsi utile nel trattamento dell'incidenza di metastasi ossee, comune nel 60-80% dei malati di cancro e per il trattamento delle prime fasi del mieloma multiplo".
Aggiunta Irene Ghobrial, dottore, Centro DFCI di Oncologia Ematologica, autore dello studio co-senior:"Questo studio fornisce la prova del concetto che mirare alla nicchia del midollo osseo può prevenire o ritardare le metastasi ossee. Questo lavoro aprirà la strada allo sviluppo di sperimentazioni cliniche innovative in pazienti con mieloma per prevenire la progressione da stadi precoci o in pazienti con mammella, cancro alla prostata o ai polmoni che sono ad alto rischio di sviluppare metastasi ossee".
