I chimici dell'UT Southwestern Medical Center hanno utilizzato con successo nanoparticelle sintetiche per fornire terapie antitumorali a fegati malati di cancro, un ostacolo importante che gli scienziati hanno lottato per superare.
Il cancro del fegato in fase avanzata è una sfida importante per l'intervento terapeutico. I farmaci che mostrano risultati promettenti in fegati funzionanti in buona salute possono causare una tossicità devastante nei fegati cirrotici con cancro, hanno spiegato i ricercatori.
Gli scienziati dell'UT Southwestern hanno creato nanoparticelle sintetiche "dendrimeri" in grado di fornire l'effetto di soppressione del tumore senza danneggiare ulteriormente il fegato oi tessuti vicini. I risultati appaiono sulla rivista, Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .
"Abbiamo sintetizzato portatori di dendrimeri altamente efficaci in grado di fornire farmaci alle cellule tumorali senza effetti collaterali negativi, anche quando il fegato canceroso è consumato dalla malattia, " ha detto il dottor Daniel Siegwart, Assistant Professor di Biochimica e con l'Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center. "Abbiamo scoperto che l'efficacia richiedeva una combinazione di un piccolo farmaco a RNA in grado di sopprimere la crescita del cancro e il vettore, risolvendo così un problema critico nel trattamento del cancro al fegato aggressivo e fornendo una guida per lo sviluppo futuro di farmaci".
Cancro primitivo del fegato, una conseguenza cronica di malattie del fegato, è una delle principali cause di morte per cancro e un grave problema sanitario globale. Ogni anno negli Stati Uniti, circa 20, 000 uomini e 8, 000 donne si ammalano di cancro al fegato, e il tasso di sopravvivenza a 5 anni è solo del 17%, secondo i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie. La percentuale di americani che si ammala di cancro al fegato è in lenta crescita da diversi decenni, con tassi più elevati negli asiatici e negli uomini ispanici e afroamericani.
Fondamentale per comprendere questo problema, e sviluppare la nuova terapia, è stata una stretta collaborazione tra il Dr. Siegwart e il Dr. Hao Zhu, Professore assistente presso il Children's Medical Center Research Institute presso UT Southwestern, e un oncologo praticante.
"La malattia allo stadio iniziale può essere curata con la chirurgia, ma ci sono poche opzioni per i pazienti cirrotici con tumori epatici avanzati, " ha detto il dottor Zhu, anche Assistant Professor di Medicina Interna e Pediatria presso UT Southwestern.
Il recente fallimento di cinque studi clinici di fase III sull'uomo di farmaci a piccole molecole per il trattamento del carcinoma epatocellulare - la forma più comune di cancro al fegato - ha spinto gli autori a sviluppare vettori non tossici ed esplorare le terapie "miRNA" come un'alternativa promettente. I microRNA (miRNA) sono brevi acidi nucleici che possono funzionare come soppressori naturali del tumore, ma richiedono strategie di consegna per trasportare questi grandi, farmaci anionici nelle cellule. Ad oggi, nessun vettore esistente è stato in grado di fornire una consegna efficace al cancro del fegato in stadio avanzato senza tossicità amplificata, che nega l'effetto desiderato.
Per affrontare questo problema, Gli scienziati dell'UTSW hanno sintetizzato chimicamente più di 1, 500 diversi tipi di nanoparticelle, che ha permesso la scoperta di composti di piombo che potrebbero funzionare nel fegato canceroso pesantemente compromesso. Sintetico, composti su scala nanometrica artificiali chiamati dendrimeri hanno fornito l'opportunità di esaminare diverse combinazioni di gruppi chimici, Proprietà fisiche, e dimensione molecolare, disse il dottor Siegwart. Questo approccio ha portato all'identificazione di dendrimeri per fornire miRNA a tumori epatici in fase avanzata con bassa tossicità epatica.
Lo studio, condotto in modelli murini genetici con una forma altamente aggressiva di cancro al fegato, hanno dimostrato che le nanoparticelle di miRNA inibiscono la crescita del tumore e prolungano notevolmente la sopravvivenza.
Il team di ricerca multidisciplinare UTSW includeva il Dr. Kejin Zhou, Liem Nguyen, Jason Miller, Dottor Yunfeng Yan, Dott.ssa Petra Kos, Dottor Hu Xiong, Lin Li, Dottor Jing Hao, e Jonathan Minnig. Il Siegwart Research Group utilizza un approccio di chimica dei materiali per affrontare le sfide nella terapia e nella diagnosi del cancro. Il laboratorio è attualmente focalizzato sullo sviluppo di materiali migliorati per un'efficace consegna di siRNA, miRNA, mRNA, e strategie CRISPR per manipolare l'espressione genica nei tumori e sviluppare la prossima generazione di terapie contro il cancro.
