I ricercatori biomedici del Cedars-Sinai hanno inventato un minuscolo sistema di somministrazione di farmaci in grado di identificare i tipi di cellule cancerose nel cervello attraverso "biopsie virtuali" e quindi attaccare la struttura molecolare della malattia.

Se la ricerca di laboratorio sui topi è confermata da studi sull'uomo, i risultati potrebbero essere utilizzati per fornire farmaci su nanoscala in grado di distinguere e combattere le cellule tumorali nel cervello senza ricorrere alla chirurgia.

“Questo nanofarmaco può essere progettato per trasportare una varietà di farmaci, proteine ​​e materiali genetici per attaccare i tumori su più fronti dall'interno del cervello, "dice Julia Ljubimova, dottore, dottorato di ricerca, professore di neurochirurgia e scienze biomediche al Cedars-Sinai e autore principale di un articolo pubblicato online sulla rivista dell'American Chemical Society ACS Nano .

Ljubimova, direttore del Centro di ricerca sulla nanomedicina nel Dipartimento di Neurochirurgia e direttore del Programma di nanomedicina presso il Samuel Oschin Comprehensive Cancer Institute, ha ricevuto una sovvenzione di 2,5 milioni di dollari dal National Institutes of Health per continuare la ricerca.

Il sistema di somministrazione del farmaco e le sue parti componenti, chiamati insieme nanobioconiugato o nanofarmaco, fa parte di una classe emergente di farmaci molecolari progettati per rallentare o arrestare i tumori bloccandoli in più modi all'interno del cervello. Il farmaco ha una dimensione di circa 20-30 nanometri, – una frazione della larghezza di un capello umano, che è 80, 000 a 100, 000 nanometri di larghezza.

Gli scienziati di Cedars-Sinai hanno iniziato a sviluppare la "piattaforma" del sistema di somministrazione dei farmaci circa un decennio fa. Il nanofarmaco può avere una varietà di "moduli" chimici e biologici collegati.

Ogni componente svolge una funzione specializzata, come cercare le cellule cancerose e legarsi ad esse, permeando le pareti dei vasi sanguigni e delle cellule tumorali, o smantellare i meccanismi molecolari che promuovono la crescita del tumore, "dice Eggehard Holler, dottorato di ricerca, professore di neurochirurgia e direttore della sintesi di nanofarmaci al Cedars-Sinai.

Il nuovo sistema di somministrazione svolge due ruoli:diagnosticare i tumori cerebrali identificando le cellule che si sono diffuse al cervello da altri organi, e poi combattere il cancro con precisione, trattamento individualizzato del tumore.

I ricercatori possono determinare il tipo di tumore attaccando un tracciante visibile su una risonanza magnetica. Se il tracciante si accumula nel tumore, sarà visibile alla risonanza magnetica. Con il trucco molecolare del cancro identificato attraverso questa biopsia virtuale, le ricerche possono caricare il "sistema di consegna" con componenti mirati al cancro che attaccano specificamente la struttura molecolare.

Per dimostrare che le biopsie virtuali possono distinguere un tipo di cellula cancerosa da un altro, i ricercatori hanno ideato quello che si crede essere un metodo unico, impiantare diversi tipi di cancro al seno e ai polmoni nei topi di laboratorio per rappresentare la malattia metastatica, con un tipo di cancro impiantato su ciascun lato del cervello. I tumori al polmone e al seno sono quelli che più spesso si diffondono al cervello.

I ricercatori hanno utilizzato il sistema di consegna nano per identificare e attaccare i tumori. In ogni caso, gli animali che hanno ricevuto il trattamento hanno vissuto significativamente più a lungo di quelli dei gruppi di controllo.

“Diversi farmaci sono abbastanza efficaci nel trattamento di diversi tipi di cancro al seno, cancro ai polmoni, linfoma e altri tumori nei loro siti originali, ma sono inefficaci contro i tumori che si diffondono al cervello perché non possono attraversare la barriera emato-encefalica che protegge il cervello dalle tossine nel sangue, "dice Keith Black, dottore, presidente del Dipartimento di Neurochirurgia, direttore del Maxine Dunitz Neurosurgical Institute, direttore del Johnnie L. Cochran, Jr., Brain Tumor Center e la cattedra Ruth e Lawrence Harvey in Neuroscienze.

“Il nanofarmaco è progettato per attraversare questa barriera con il suo carico utile intatto, quindi i farmaci che sono efficaci al di fuori del cervello possono essere efficaci anche all'interno, ” ha aggiunto Nero.