Gli scienziati hanno progettato nanoparticelle che rilasciano farmaci in presenza di una classe di proteine ​​che consentono ai tumori di metastatizzare. Questo è, hanno progettato un sistema di somministrazione dei farmaci in modo che gli stessi enzimi che rendono pericolosi i tumori possano invece guidarne la distruzione.

"Possiamo iniziare con una piccola molecola e trasformarla in un vettore su scala nanometrica in grado di individuare un tumore e fornire un carico utile di farmaco, " disse Cassandra Callmann, uno studente laureato in chimica e biochimica presso l'Università della California, San Diego, e primo autore del rapporto pubblicato sulla rivista Materiale avanzato 14 luglio.

Il sistema sfrutta una classe di enzimi chiamati metalloproteinasi di matrice che molti tumori producono in abbondanza. Le MMP masticano attraverso le membrane, permettendo alle cellule tumorali di fuggire per colonizzare altre regioni del corpo, spesso con conseguenze mortali.

Callmann ha creato minuscole sfere confezionate con il farmaco antitumorale paclitaxel (noto anche con i nomi commerciali Taxol e Onxal) e rivestite con un guscio peptidico. Gli MMP strappano quel guscio, rilascio del farmaco. I frammenti del guscio formano una rete frastagliata che trattiene le molecole del farmaco vicino al tumore.

Il lavoro, guidato da Nathan Gianneschi, professore di chimica e biochimica all'UC San Diego, si basa sul precedente successo del suo gruppo utilizzando una strategia simile per contrassegnare i tumori sia per la diagnosi che per la rimozione chirurgica precisa.

Per confezionare il farmaco nelle sfere, Callmann ha dovuto aggiungere maniglie chimiche. Come risulta, un gruppo di atomi essenziali per l'efficacia della molecola del farmaco, e anche tossicità, fatto per un buon punto di attacco. Ciò significa che il farmaco è stato inattivato mentre scorreva attraverso il sistema circolatorio fino a raggiungere il tumore.

La protezione ha permesso ai ricercatori di somministrare in sicurezza una dose 16 volte superiore a quella che avrebbero potuto con la formulazione ora utilizzata nelle cliniche oncologiche, in un test su topi con tumori fibrosarcomi innestati.

In ulteriori prove preliminari, Callmann e colleghi sono riusciti a fermare la crescita dei tumori per almeno due settimane, utilizzando una singola dose inferiore del farmaco. Nei topi trattati con le nanoparticelle rivestite con peptidi che sono impermeabili alle MMP o a cui è stata somministrata soluzione salina, i tumori crebbero fino a dimensioni letali in quel periodo.

Gianneschi afferma che amplieranno il loro approccio per creare sistemi di somministrazione per altre molecole diagnostiche e terapeutiche. "Questo tipo di piattaforma non è specifico per paclitaxel. Lo testeremo in altri modelli - con altre classi di farmaci e in topi con un cancro che imita il cancro al seno metastatico, Per esempio."

Continueranno anche a modificare la shell, per fornire una protezione ancora maggiore ed evitare l'assorbimento da parte di organi come il fegato, milza e reni, Egli ha detto. "Vogliamo aprire questa finestra terapeutica".