Gli scienziati della Virginia Tech hanno sviluppato un nuovo farmaco contro il cancro che utilizza nanoparticelle d'oro create dalla società di biotecnologie CytImmune Sciences per fornire paclitaxel, un farmaco chemioterapico comunemente usato direttamente a un tumore.

A causa del targeting diretto, il nuovo sforzo non solo aumenta l'efficacia di paclitaxel, riduce anche drasticamente gli effetti collaterali devastanti come la caduta dei capelli, nausea, e dolore ai nervi.

CytImmune all'inizio di quest'anno ha chiesto a David Kingston, un illustre professore universitario di chimica presso il Virginia Tech College of Science, creare un derivato del paclitaxel che si leghi alle nanoparticelle a base d'oro mentre si trova nel flusso sanguigno, rilasciando il farmaco solo una volta che è all'interno di un tumore canceroso. La chemioterapia con paclitaxel è ampiamente utilizzata per il trattamento della mammella, ovarico, polmone, e cancro al colon.

"Gli effetti collaterali del paclitaxel si verificano perché il farmaco viene somministrato per via endovenosa e quindi è distribuito in tutto il corpo, e non solo al tumore, " ha detto Kingston, che è entrato a far parte del Dipartimento di Chimica della Virginia Tech nel 1971. "Inoltre, il solvente utilizzato per consentire l'infusione ha una propria tossicità. Il paclitaxel potrebbe essere un farmaco molto più efficace se potesse essere mirato direttamente al tumore. Ciò consentirebbe di somministrare ciascuna dose senza causare effetti collaterali significativi, e aumenterebbe così il potenziale di cure".

In altre parole, per adesso, la consegna di un paclitaxel equivale a un fucile a pallini. L'esplosione di uccidere un tumore provoca gravi danni collaterali. Kingston e il suo team affermano che il loro metodo di consegna è come un fucile finemente sintonizzato, utilizzando le nanoparticelle a base d'oro di CytImmune come proiettile di consegna.

Le nanoparticelle d'oro sono decorate sia con paclitaxel che con il fattore di necrosi tumorale, una proteina di segnalazione cellulare comunemente chiamata TNF. È noto che le nanoparticelle d'oro si aggrappano ai tumori cancerosi. Il TNF si lega così alle cellule dei vasi sanguigni tumorali, alla fine uccidendoli e riducendo l'alta pressione all'interno del tumore, che impedisce al paclitaxel di raggiungere le cellule tumorali per ucciderle.

Ora, il paclitaxel rilasciato lentamente che è legato alle nanoparticelle d'oro può raggiungere le sue cellule tumorali mirate per ucciderle.

Nei primi test di laboratorio nel trattamento del melanoma del topo, una dose di 2,5 milligrammi di paclitaxel erogata sul veicolo di nanoparticelle d'oro di Kingston era essenzialmente efficace quanto una dose di 40 milligrammi di paclitaxel da solo.

Il metodo di consegna dovrebbe presto passare alla sperimentazione clinica, disse Kingston.

Risultati di Kingston e del suo team, tra cui Jielu Zhao, un dottorato di ricerca 2016 in chimica, ora un chimico alla Proctor and Gamble, e Shugeng Cao, un ex ricercatore post-dottorato anche in chimica, ora professore associato presso l'Università delle Hawaii a Hilo, sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica Chimica dei bioconiugati .

Zhao e Cao hanno effettuato l'effettiva sintesi dei derivati ​​del paclitaxel con i linker progettati per consentire loro di legarsi alle nanoparticelle d'oro, con la supervisione di Kingston.

"Questo approccio ha il potenziale per essere un punto di svolta nei sistemi di somministrazione di farmaci basati su nanoparticelle, " ha detto Kingston, "poiché combina il potere del targeting farmacologico del fattore di necrosi tumorale, con i vantaggi della consegna di nanoparticelle, compresa la bassa tossicità dei farmaci a nanoparticelle alla normalità, tessuto sano".

"Combinando l'attività di distruzione dei vasi sanguigni tumorali del TNF con l'effetto antitumorale del paclitaxel sul tumore mirato di CytImmune, nanoparticelle d'oro "invisibili", Il team del Dr. Kingston e il team di CytImmune potrebbero aver potenzialmente creato un nuovo farmaco contro il cancro che è molto più efficace e meno tossico per il corpo umano, " ha detto Lawrence Tamarkin, amministratore delegato di CytImmune.

Il lavoro sul nuovo farmaco è stato diviso tra il campus principale di Blacksburg della Virginia Tech e Rockville di CytImmune, Maryland, Sede centrale. Kingston ha collaborato con CytImmune in passato sulla nanomedicina mirata al tumore.

Virginia Tech ha precedentemente utilizzato nanoparticelle d'oro in ricerche antitumorali non correlate, compreso il Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine che negli esperimenti ha utilizzato nanoparticelle d'oro per raccogliere i tumori trovati all'interno di un cane, e poi ha utilizzato un laser non ablativo per colpire le nanoparticelle d'oro, e quindi i tumori. In sostanza, l'approccio veterinario ha ucciso le cellule cancerose riscaldandole, rispetto all'approccio di Kingston mirando direttamente al paclitaxel ai tumori tramite le nanoparticelle d'oro.