I ricercatori di ingegneria biomedica della North Carolina State University e della University of North Carolina a Chapel Hill hanno sviluppato una tecnica che utilizza un cerotto incorporato con microaghi per fornire un trattamento immunoterapico contro il cancro direttamente nel sito del cancro della pelle del melanoma. Negli studi sugli animali, la tecnica mira in modo più efficace al melanoma rispetto ad altri trattamenti di immunoterapia.

Secondo il centro per la prevenzione e il controllo delle malattie, più di 67, A 000 persone negli Stati Uniti è stato diagnosticato il melanoma solo nel 2012, l'anno più recente per il quale sono disponibili dati. Se preso in anticipo, i pazienti con melanoma hanno un tasso di sopravvivenza a 5 anni superiore al 98 percento, secondo il National Cancer Institute. Quel numero scende al 16,6% se il cancro ha metastatizzato prima della diagnosi e del trattamento. I trattamenti del melanoma vanno dalla chirurgia alla chemioterapia e alla radioterapia. Un nuovo promettente campo di trattamento del cancro è l'immunoterapia contro il cancro, che aiuta il sistema immunitario del corpo a combattere il cancro.

Nel sistema immunitario, Le cellule T dovrebbero identificare e uccidere le cellule tumorali. Per fare il loro lavoro, Le cellule T utilizzano recettori specializzati per differenziare le cellule sane dalle cellule cancerose. Ma le cellule tumorali possono ingannare le cellule T. Un modo in cui le cellule tumorali lo fanno è esprimendo un ligando proteico che si lega a un recettore sulle cellule T per impedire alle cellule T di riconoscere e attaccare la cellula cancerosa.

Recentemente, La ricerca sull'immunoterapia del cancro si è concentrata sull'uso di anticorpi "anti-PD-1" (o morte cellulare programmata) per impedire alle cellule tumorali di ingannare le cellule T.

"Però, questo pone diverse sfide, "dice Chao Wang, co-autore di un articolo sulla ricerca sui microaghi e ricercatore post-dottorato nel programma congiunto di ingegneria biomedica presso NC State e UNC-Chapel Hill. "Primo, gli anticorpi anti-PD-1 vengono solitamente iniettati nel flusso sanguigno, quindi non possono mirare efficacemente al sito del tumore. Secondo, il sovradosaggio di anticorpi può causare effetti collaterali come una malattia autoimmune".

Per affrontare queste sfide, i ricercatori hanno sviluppato un cerotto che utilizza microaghi per fornire anticorpi anti-PD-1 localmente al tumore della pelle. I microaghi sono realizzati in acido ialuronico, un materiale biocompatibile.

Gli anticorpi anti-PD-1 sono incorporati in nanoparticelle, insieme alla glucosio ossidasi, un enzima che produce acido quando viene a contatto con il glucosio. Queste nanoparticelle vengono poi caricate in microaghi, che sono disposte sulla superficie di una patch.

Quando il cerotto viene applicato a un melanoma, il sangue entra nei microaghi. Il glucosio nel sangue fa sì che la glucosio ossidasi produca acido, che scompone lentamente le nanoparticelle. Quando le nanoparticelle si degradano, gli anticorpi anti-PD-1 vengono rilasciati nel tumore.

"Questa tecnica crea un costante, rilascio prolungato di anticorpi direttamente nel sito del tumore; è un approccio efficiente con una maggiore ritenzione di anticorpi anti-PD-1 nel microambiente tumorale, "dice Zhen Gu, un assistente professore nel programma di ingegneria biomedica e autore senior del documento.

I ricercatori hanno testato la tecnica contro il melanoma in un modello murino. Il cerotto con microaghi caricato con nanoparticelle anti-PD-1 è stato confrontato con il trattamento iniettando anticorpi anti-PD-1 direttamente nel flusso sanguigno e iniettando nanoparticelle anti-PD-1 direttamente nel tumore.

"Dopo 40 giorni, Il 40% dei topi trattati con il cerotto con microaghi è sopravvissuto e non aveva melanoma rimanente rilevabile, rispetto a un tasso di sopravvivenza dello zero percento per i gruppi di controllo, "dice Yanqi Ye, un dottorato di ricerca studente nel laboratorio di Gu e co-autore dell'articolo.

I ricercatori hanno anche creato un cocktail di farmaci, costituito da anticorpi anti-PD-1 e un altro anticorpo chiamato anti-CTLA-4 - che aiuta anche le cellule T ad attaccare le cellule tumorali.

"Utilizzando una combinazione di anti-PD-1 e anti-CTLA-4 nel cerotto con microaghi, Il 70% dei topi è sopravvissuto e non ha avuto melanoma rilevabile dopo 40 giorni, " dice Wang.

"A causa del modo di rilascio prolungato e localizzato, mediato da microaghi, siamo in grado di ottenere effetti terapeutici desiderabili con un dosaggio relativamente basso, che riduce il rischio di malattie autoimmuni, " dice Gu.

"Siamo entusiasti di questa tecnica, e sono alla ricerca di finanziamenti per proseguire gli studi e la potenziale traduzione clinica, " aggiunge Gu.