Un trattamento "cavallo di Troia" per una forma aggressiva di cancro al cervello, che comporta l'utilizzo di minuscole nanoparticelle d'oro per uccidere le cellule tumorali, è stato testato con successo dagli scienziati.

La tecnica innovativa potrebbe eventualmente essere utilizzata per trattare il glioblastoma multiforme, che è il tumore cerebrale più comune e aggressivo negli adulti, e notoriamente difficili da trattare. Molti malati muoiono entro pochi mesi dalla diagnosi, e solo sei su 100 pazienti con questa condizione sono vivi dopo cinque anni.

La ricerca ha coinvolto nanostrutture ingegneristiche contenenti sia oro che cisplatino, un farmaco chemioterapico convenzionale. Questi sono stati rilasciati in cellule tumorali che erano state prelevate da pazienti con glioblastoma e coltivate in laboratorio.

Una volta dentro, queste "nanosfere" sono state esposte alla radioterapia. Ciò ha fatto sì che l'oro rilasciasse elettroni che danneggiavano il DNA della cellula cancerosa e la sua struttura complessiva, aumentando così l'impatto del farmaco chemioterapico.

Il processo è stato così efficace che 20 giorni dopo, la coltura cellulare non ha mostrato segni di ripresa, suggerendo che le cellule tumorali erano state distrutte.

Sebbene sia necessario fare ulteriore lavoro prima che la stessa tecnologia possa essere utilizzata per trattare le persone con glioblastoma, i risultati offrono una base molto promettente per future terapie. È importante sottolineare che la ricerca è stata condotta su linee cellulari derivate direttamente da pazienti con glioblastoma, consentendo al team di testare l'approccio sull'evoluzione, tumori resistenti ai farmaci.

Lo studio è stato condotto da Mark Welland, Professore di nanotecnologia e membro del St John's College, Università di Cambridge, e il dottor Colin Watts, uno scienziato clinico e neurochirurgo consulente onorario presso il Dipartimento di Neuroscienze Cliniche. Il loro lavoro è riportato nella rivista della Royal Society of Chemistry, Nanoscala .

"La terapia combinata che abbiamo ideato sembra essere incredibilmente efficace nella coltura cellulare viva, "Il professor Welland ha detto. "Questa non è una cura, ma dimostra ciò che la nanotecnologia può ottenere nella lotta a questi tumori aggressivi. Combinando questa strategia con materiali mirati alle cellule cancerose, dovremmo essere in grado di sviluppare una terapia per il glioblastoma e altri tumori difficili in futuro".

Ad oggi, il glioblastoma multiforme (GBM) si è dimostrato molto resistente ai trattamenti. Una ragione di ciò è che le cellule tumorali invadono l'ambiente circostante, tessuto cerebrale sano, che rende praticamente impossibile la rimozione chirurgica del tumore.

Usato da solo, i farmaci chemioterapici possono causare un calo della velocità di diffusione del tumore. In molti casi, però, questo è temporaneo, mentre la popolazione cellulare si riprende.

"Dobbiamo essere in grado di colpire direttamente le cellule tumorali con più di un trattamento contemporaneamente", ha affermato il dott. Watts. "Questo è importante perché alcune cellule tumorali sono più resistenti a un tipo di trattamento rispetto a un altro. La nanotecnologia offre l'opportunità di dare alle cellule tumorali questo 'doppio smacco' e aprire nuove opzioni di trattamento in futuro".

Nel tentativo di sconfiggere i tumori in modo più completo, gli scienziati stanno studiando da tempo i modi in cui le nanoparticelle d'oro potrebbero essere utilizzate nei trattamenti. L'oro è un materiale benigno che di per sé non rappresenta una minaccia per il paziente, e la dimensione e la forma delle particelle possono essere controllate in modo molto accurato.

Quando esposto a radioterapia, le particelle emettono un tipo di elettrone a bassa energia, noti come elettroni Auger, in grado di danneggiare il DNA della cellula malata e altre molecole intracellulari. Questa bassa emissione di energia significa che hanno un impatto solo a corto raggio, quindi non causano alcun danno grave alle cellule sane che si trovano nelle vicinanze.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno prima avvolto le nanoparticelle d'oro all'interno di un polimero caricato positivamente, polietilenimmina. Questo ha interagito con le proteine ​​sulla superficie cellulare chiamate proteoglicani che hanno portato le nanoparticelle ad essere ingerite dalla cellula.

Una volta lì, è stato possibile eccitarlo usando la radioterapia standard, che molti pazienti con GBM subiscono naturalmente. Questo ha rilasciato gli elettroni per attaccare il DNA cellulare.

Mentre le nanosfere d'oro, senza alcun farmaco di accompagnamento, sono stati trovati per causare un danno cellulare significativo, popolazioni di cellule resistenti al trattamento alla fine si sono riprese diversi giorni dopo la radioterapia. Di conseguenza, i ricercatori hanno quindi progettato una seconda nanostruttura che è stata soffusa di cisplatino.

L'effetto chemioterapico del cisplatino combinato con l'effetto radiosensibilizzante delle nanoparticelle d'oro ha portato a una maggiore sinergia che ha consentito un danno cellulare più efficace. Test successivi hanno rivelato che il trattamento aveva ridotto la popolazione cellulare visibile di un fattore di 100 mila, rispetto a una coltura cellulare non trattata, nell'arco di soli 20 giorni. Non è stato rilevato alcun rinnovo della popolazione.

I ricercatori ritengono che modelli simili potrebbero essere utilizzati per trattare altri tipi di tumori difficili. Primo, però, il metodo stesso deve essere trasformato in un trattamento applicabile per i pazienti con GBM. Questo processo, che sarà al centro di gran parte della prossima ricerca del gruppo, comporterà necessariamente lunghe prove. Ulteriori lavori devono essere fatti, pure, nel determinare il modo migliore per fornire il trattamento e in altre aree, come modificare le dimensioni e la chimica della superficie della nanomedicina in modo che il corpo possa accoglierla in sicurezza.

Sonali Setua, un dottorando che ha lavorato al progetto, ha dichiarato:"È stato estremamente soddisfacente perseguire un obiettivo così impegnativo ed essere in grado di mirare e distruggere queste cellule tumorali aggressive. Questa scoperta ha un enorme potenziale per essere testata in una sperimentazione clinica nel prossimo futuro e sviluppata in un nuovo trattamento per superare resistenza terapeutica del glioblastoma".

Welland ha aggiunto che l'importanza dei risultati del gruppo fino ad oggi era in parte dovuta alla collaborazione diretta tra nanoscienziati e clinici. "Ha fatto una grande differenza, poiché lavorando con i chirurghi siamo stati in grado di garantire che la nanoscienza fosse clinicamente rilevante, " ha detto. "Questo ottimizza le nostre possibilità di portare questo oltre la fase di laboratorio, e avere effettivamente un impatto clinico."