Un team di ricercatori guidati dagli scienziati del Caltech ha dimostrato che le nanoparticelle possono agire per colpire i tumori evitando il tessuto sano adiacente nei pazienti con cancro umano.

"Il nostro lavoro mostra che questa specificità, come precedentemente dimostrato in studi preclinici sugli animali, può infatti verificarsi nell'uomo, " dice il leader dello studio Mark E. Davis, la Warren e Katharine Schlinger Professore di Ingegneria Chimica al Caltech. "La capacità di colpire i tumori è uno dei motivi principali per l'utilizzo delle nanoparticelle come terapia per il trattamento dei tumori solidi".

Le scoperte, pubblicato online la settimana del 21 marzo, 2016 sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , dimostrare che le terapie a base di nanoparticelle possono agire come una "medicina di precisione" per colpire i tumori lasciando intatto il tessuto sano.

Nello studio, Davis e i suoi colleghi hanno esaminato i tumori gastrici di nove pazienti umani sia prima che dopo l'infusione con un farmaco, la camptotecina, che era legato chimicamente a nanoparticelle di circa 30 nanometri.

"Le nostre nanoparticelle sono così piccole che se si aumentassero le dimensioni a quelle di un pallone da calcio, l'aumento delle dimensioni sarebbe nello stesso ordine del passaggio da un pallone da calcio al pianeta Terra, "dice Davis, che è anche membro del Centro oncologico della Città della Speranza a Duarte, California, dove è stata condotta la sperimentazione clinica.

Il team ha scoperto che 24-48 ore dopo la somministrazione delle nanoparticelle, avevano localizzato nei tessuti tumorali, hanno rilasciato il loro carico di droga, e il farmaco aveva gli effetti biologici previsti di inibire due proteine ​​coinvolte nella progressione del cancro. Ugualmente importante, sia le nanoparticelle che il farmaco erano assenti dal tessuto sano adiacente ai tumori.

Le nanoparticelle sono progettate per essere veicoli di consegna flessibili. "Possiamo attaccare diversi farmaci alle nanoparticelle, e modificando la chimica del legame che lega il farmaco alla nanoparticella, possiamo modificare la velocità di rilascio del farmaco per essere più veloce o più lento, "dice Andrew Clark, uno studente laureato nel laboratorio di Davis e il primo autore dello studio.

Davis afferma che i risultati del suo team suggeriscono che un fenomeno noto come effetto di maggiore permeabilità e ritenzione (EPR) sia all'opera negli esseri umani. Nell'effetto EPR, vasi sanguigni anormali che sono "più permeabili" rispetto ai normali vasi sanguigni nel tessuto sano consentono alle nanoparticelle di concentrarsi preferenzialmente nei tumori. Fino ad ora, l'esistenza dell'effetto EPR è stata definitivamente dimostrata solo in modelli animali di tumori umani.

"I nostri risultati non dimostrano l'effetto EPR negli esseri umani, ma sono completamente coerenti con esso, "dice Davis.

I risultati potrebbero anche aiutare a spianare la strada a cocktail di farmaci antitumorali più efficaci che possono essere personalizzati per combattere tumori specifici e che lasciano i pazienti con meno effetti collaterali.

"Proprio adesso, se un medico vuole usare più farmaci per curare un cancro, spesso non possono farlo perché gli effetti tossici cumulativi dei farmaci non sarebbero tollerati dal paziente, " Davis dice. "Con nanoparticelle mirate, hai molti meno effetti collaterali, quindi si prevede che la combinazione di farmaci possa essere selezionata in base alla biologia e alla medicina piuttosto che ai limiti dei farmaci".