Nonostante i miglioramenti degli ultimi decenni con la chirurgia, chemioterapia e radioterapia, non esiste ancora un trattamento curativo prevedibile per il glioma. Nuove intuizioni su specifiche mutazioni genetiche che si verificano in questa forma spesso mortale di cancro al cervello hanno indicato il potenziale della terapia genica, ma è molto difficile fornire in modo efficace geni tossici o mancanti alle cellule tumorali nel cervello. Ora, I ricercatori della Johns Hopkins riferiscono di aver utilizzato le nanoparticelle per fornire con successo una nuova terapia alle cellule di glioma nel cervello dei ratti, prolungando la loro vita. Una bozza dello studio è apparsa questa settimana sul sito web della rivista ACS Nano .
Precedenti ricerche sui topi hanno scoperto che le nanoparticelle che trasportano geni possono essere assorbite dalle cellule del cancro al cervello, e i geni possono quindi essere attivati. Però, questa è la prima volta che queste nanoparticelle biodegradabili uccidono efficacemente le cellule del cancro al cervello e prolungano la sopravvivenza negli animali.
Per i loro studi, il team della Johns Hopkins ha progettato e testato una varietà di nanoparticelle realizzate con diversi polimeri, o plastiche. Quando hanno trovato un buon candidato in grado di fornire geni alle cellule tumorali del cervello di ratto, hanno riempito le nanoparticelle di DNA che codifica per un enzima, virus dell'herpes simplex di tipo 1 timidina chinasi (HSVtk), che trasforma un composto con scarso effetto in una potente terapia che uccide le cellule tumorali del cervello. Quando combinato con il composto, chiamato ganciclovir, queste nanoparticelle caricate erano efficaci al 100% nell'uccidere le cellule di glioma cresciute in piastre di laboratorio.
"Abbiamo quindi valutato il sistema nei ratti con glioma e abbiamo scoperto che utilizzando un metodo chiamato somministrazione intracranica potenziata dalla convezione, le nostre nanoparticelle potrebbero penetrare completamente in tutto il tumore dopo una singola iniezione, "dice Jordan Green, dottorato di ricerca, professore associato di ingegneria biomedica e oftalmologia presso la Johns Hopkins. "Quando combinato con la somministrazione sistemica di ganciclovir, i ratti con glioma maligno hanno vissuto significativamente più a lungo dei ratti che non hanno ricevuto questo trattamento." (La somministrazione potenziata dalla convezione intracranica utilizza un gradiente di pressione per migliorare la diffusione in tutto il tumore.)
Oltre a rivelare che le nanoparticelle polimeriche biodegradabili rappresentano una modalità promettente di consegna genica per il glioma, i risultati mostrano che il rilascio di DNA non virale di HSVtk combinato con la somministrazione di ganciclovir ha potenti effetti antitumorali. "Ad oggi, questo tipo di sistema è stato utilizzato solo negli esseri umani con metodi virali di consegna genica, di cui i profili di sicurezza sono ancora fortemente dibattuti, "dice Betty Tyler, professore associato di neurochirurgia alla Johns Hopkins. "Sono necessari ulteriori studi per vedere se queste nanoparticelle potrebbero anche fornire efficacemente altri geni antitumorali per il trattamento dei tumori cerebrali e dei tumori sistemici".
Green ha anche osservato che sono necessari ulteriori studi sulla sicurezza e sull'efficacia prima che il trattamento raggiunga la clinica. "Inoltre non si sa quali siano le combinazioni geniche ideali che dovrebbero essere consegnate utilizzando questo sistema di consegna di nanoparticelle, " dice. "Andremo avanti valutando questa tecnologia in ulteriori modelli animali di cancro al cervello".
Nella sua forma attuale, Green prevede che le nanoparticelle vengano somministrate localmente nel cervello durante l'intervento chirurgico comunemente usato per trattare il glioma. Nel futuro, queste nanoparticelle possono essere somministrate per via sistemica piuttosto che direttamente al cervello. "Siamo incoraggiati da questi risultati promettenti e non vediamo l'ora di ottimizzare la distribuzione intracranica di questa nuova strategia di terapia genica con nanoparticelle, "dice Tyler.
