I ricercatori del MIT e del Brigham and Women's Hospital hanno sviluppato nanoparticelle in grado di somministrare farmaci antiobesità direttamente al tessuto adiposo. I topi in sovrappeso trattati con queste nanoparticelle hanno perso il 10% del loro peso corporeo in 25 giorni, senza mostrare alcun effetto collaterale negativo.

I farmaci agiscono trasformando il tessuto adiposo bianco, che è fatto di cellule che immagazzinano grasso, nel tessuto adiposo bruno, che brucia i grassi. I farmaci stimolano anche la crescita di nuovi vasi sanguigni nel tessuto adiposo, che rafforza positivamente il targeting delle nanoparticelle e aiuta nella trasformazione da bianco a marrone.

Questi farmaci, che non sono approvati dalla FDA per il trattamento dell'obesità, non sono nuovi, ma il team di ricerca ha sviluppato un nuovo modo per somministrarli in modo che si accumulino nei tessuti adiposi, contribuendo ad evitare effetti collaterali indesiderati in altre parti del corpo.

"Il vantaggio qui è che ora hai un modo per indirizzarlo a una particolare area e non dare al corpo effetti sistemici. Puoi ottenere gli effetti positivi che vorresti in termini di antiobesità ma non quelli negativi che a volte si verificano, "dice Robert Langer, il David H. Koch Institute Professor al MIT e membro del Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT.

Langer e Omid Farokhzad, direttore del Laboratorio di nanomedicina e biomateriali presso il Brigham and Women's Hospital, sono gli autori senior dello studio, che appare in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze la settimana del 2 maggio. Gli autori principali del documento sono l'ex postdoc del MIT Yuan Xue e l'ex postdoc del BWH Xiaoyang Xu.

Mirare al grasso

Langer e i suoi colleghi hanno precedentemente dimostrato che promuovere la crescita di nuovi vasi sanguigni, un processo noto come angiogenesi, può aiutare a trasformare il tessuto adiposo e portare alla perdita di peso nei topi. Però, i farmaci che promuovono l'angiogenesi possono essere dannosi per il resto del corpo.

Per cercare di superarlo, Langer e Farokhzad si sono rivolti alla strategia di somministrazione di farmaci con nanoparticelle che hanno sviluppato negli ultimi anni per curare il cancro e altre malattie. Mirando queste particelle al sito della malattia, possono fornire una dose potente riducendo al minimo l'accumulo del farmaco in altre aree.

I ricercatori hanno progettato le particelle per trasportare i farmaci nei loro nuclei idrofobici, legato a un polimero noto come PLGA, che viene utilizzato in molte altre particelle di somministrazione di farmaci e dispositivi medici. Hanno confezionato due diversi farmaci all'interno delle particelle:rosiglitazone, che è stato approvato per il trattamento del diabete ma non è ampiamente utilizzato a causa di effetti collaterali negativi, e un analogo della prostaglandina (un tipo di ormone umano). Entrambi i farmaci attivano un recettore cellulare noto come PPAR, che stimola l'angiogenesi e la trasformazione adiposa.

Il guscio esterno delle nanoparticelle è costituito da un altro polimero, PEG, incorporati con molecole mirate che guidano le particelle verso la destinazione corretta. Queste molecole mirate si legano alle proteine ​​che si trovano nel rivestimento dei vasi sanguigni che circondano il tessuto adiposo.

I ricercatori hanno testato le particelle nei topi che erano diventati obesi dopo essere stati nutriti con una dieta ricca di grassi. I topi hanno perso circa il 10% del loro peso corporeo, e anche i loro livelli di colesterolo e trigliceridi (molecole che sono il principale costituente del grasso corporeo nell'uomo) sono diminuiti. I topi sono diventati anche più sensibili all'insulina. (L'obesità spesso porta all'insensibilità all'insulina, che è un fattore di rischio per il diabete di tipo 2).

I topi non hanno mostrato alcun effetto collaterale dal trattamento, che è stato consegnato a giorni alterni per 25 giorni.

Sfide di consegna

Con il sistema attuale, le particelle vengono iniettate per via endovenosa, che potrebbe rendere questo approccio adatto a pazienti patologicamente obesi che sono a rischio significativo di malattie legate all'obesità, dice Farokhzad.

"Affinché sia ​​più ampiamente applicabile al trattamento dell'obesità, dobbiamo trovare modi più semplici per amministrare queste nanoparticelle mirate, come per via orale, " lui dice.

La sfida nel fornire nanoparticelle per via orale è che è difficile per loro penetrare nel rivestimento dell'intestino. In uno studio precedente, però, Langer e Farokhzad hanno sviluppato una nanoparticella rivestita di anticorpi che si legano ai recettori presenti sulla superficie delle cellule che rivestono l'intestino, permettendo alle nanoparticelle di essere assorbite attraverso il tubo digerente. Più recentemente, Farokhzad e colleghi hanno sviluppato un'altra nanoparticella somministrata per via orale che utilizza la transferrina, una proteina coinvolta nel trasporto del ferro nel corpo, per facilitare il trasporto attivo di nanoparticelle attraverso l'intestino.

I ricercatori sperano anche di trovare obiettivi di tessuto adiposo più specifici per le nanoparticelle, che potrebbe ridurre ulteriormente la possibilità di effetti collaterali, e possono anche indagare utilizzando altri farmaci con una tossicità inferiore.

"Questo è un approccio proof-of-concept per mirare selettivamente al tessuto adiposo bianco e "abbronzarlo" per consentire al corpo di bruciare i grassi. La tecnologia potrebbe quindi essere utilizzata con altre molecole di farmaci che potrebbero essere sviluppate o altri bersagli che potrebbero venire su, " Dice Farokhzad.

La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health e dal Koch-Prostate Cancer Foundation Award in Nanotherapeutics.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.