Essere in grado di rilevare in anticipo se una terapia antitumorale sta funzionando per un paziente può influenzare il corso del trattamento e migliorare i risultati e la qualità della vita. Però, metodi di rilevamento convenzionali, come scansioni PET, TC e RM:di solito non sono in grado di rilevare se un tumore si sta riducendo fino a quando un paziente non ha ricevuto più cicli di terapia.

Una nuova tecnica sviluppata in modelli preclinici dai ricercatori del Brigham and Women's Hospital (BWH) offre un nuovo approccio e una lettura dell'efficacia della chemioterapia in appena otto ore dopo il trattamento. La tecnologia può essere utilizzata anche per monitorare l'efficacia dell'immunoterapia. Usando una nanoparticella che rilascia un farmaco e poi diventa verde fluorescente quando le cellule cancerose iniziano a morire, i ricercatori sono stati in grado di visualizzare se un tumore è resistente o suscettibile a un particolare trattamento molto prima rispetto ai metodi clinici attualmente disponibili.

I risultati del team sono pubblicati online questa settimana su The Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"Utilizzando questo approccio, le cellule si illuminano nel momento in cui un farmaco antitumorale inizia a funzionare. Siamo in grado di determinare se una terapia antitumorale è efficace entro poche ore dal trattamento, " ha detto l'autore corrispondente Shiladitya Sengupta, dottorato di ricerca, un investigatore principale nella divisione di bioingegneria di BWH. "Il nostro obiettivo a lungo termine è trovare un modo per monitorare i risultati molto presto in modo da non somministrare un farmaco chemioterapico ai pazienti che non rispondono ad esso".

La nuova tecnica sfrutta il fatto che quando le cellule muoiono, viene attivato un particolare enzima noto come caspasi. I ricercatori hanno progettato un "elemento reporter" che, quando in presenza di caspasi attivata, si illumina di verde. Il team ha quindi testato se potevano utilizzare le nanoparticelle del reporter per distinguere tra tumori sensibili ai farmaci e resistenti ai farmaci. Utilizzando nanoparticelle caricate con farmaci antitumorali, il team ha testato un comune agente chemioterapico, paclitaxel, in un modello preclinico di cancro alla prostata e, separatamente, un'immunoterapia mirata al PD-L 1 in un modello preclinico di melanoma. Nei tumori sensibili al paclitaxel, il team ha riscontrato un aumento della fluorescenza di circa il 400% rispetto ai tumori non sensibili al farmaco. Il team ha anche osservato un aumento significativo del segnale fluorescente nei tumori trattati con le nanoparticelle anti-PD-L1 dopo cinque giorni.

"Abbiamo dimostrato che questa tecnica può aiutarci a visualizzare e misurare direttamente la reattività dei tumori a entrambi i tipi di farmaci, " ha detto l'autore corrispondente Ashish Kulkarni, un istruttore nella Divisione di Ingegneria Biomedica presso BWH. "Tecniche attuali, che si basano su misurazioni delle dimensioni o dello stato metabolico del tumore, a volte non sono in grado di rilevare l'efficacia di un agente immunoterapeutico poiché il volume del tumore può effettivamente aumentare man mano che le cellule immunitarie iniziano ad affluire per attaccare il tumore. Nanoparticelle reporter, però, può darci una lettura accurata se le cellule tumorali stanno morendo o meno".

I ricercatori ora intendono concentrarsi sulla progettazione di radiotraccianti che possono essere utilizzati negli esseri umani, e test di sicurezza ed efficacia saranno necessari prima che l'attuale tecnica possa essere tradotta in applicazioni cliniche. Sengupta, Kulkarni ei loro colleghi stanno lavorando attivamente su questi passaggi per promuovere l'obiettivo del laboratorio di migliorare la gestione e il trattamento del cancro utilizzando la nanotecnologia.