Un team di ricerca della Mayo Clinic ha sviluppato un nuovo tipo di nanoparticelle antitumorali volte a ridurre i tumori del cancro al seno, prevenendo anche il ripetersi della malattia. Nello studio, pubblicato oggi in Nanotecnologia della natura , i topi che hanno ricevuto un'iniezione con la nanoparticella hanno mostrato una riduzione del 70-80% delle dimensioni del tumore. Più significativamente, topi trattati con queste nanoparticelle hanno mostrato resistenza a future recidive del tumore, anche se esposto a cellule cancerose un mese dopo.

I risultati mostrano che la nanoparticella di nuova concezione ha prodotto potenti risposte immunitarie antitumorali ai tumori al seno HER2-positivi. È noto che i tumori al seno con livelli più elevati di proteina HER2 crescono in modo aggressivo e si diffondono più rapidamente rispetto a quelli senza la mutazione.

"In questo studio proof-of-concept, siamo rimasti sbalorditi nello scoprire che gli animali trattati con queste nanoparticelle hanno mostrato un effetto anticancro duraturo, "dice Betty Y.S. Kim, M.D., dottorato di ricerca, investigatore principale, e un neurochirurgo e neuroscienziato specializzato in tumori cerebrali presso il campus della Mayo Clinic in Florida. "A differenza delle immunoterapie antitumorali esistenti che prendono di mira solo una parte del sistema immunitario, i nostri nanomateriali progettati su misura coinvolgono attivamente l'intero sistema immunitario per uccidere le cellule tumorali, spingendo il corpo a creare il proprio sistema di memoria per ridurre al minimo la recidiva del tumore. Queste nanomedicine possono essere espanse per colpire diversi tipi di cancro e altre malattie umane, compresi i disturbi neurovascolari e neurodegenerativi".

Il team del Dr. Kim ha sviluppato la nanoparticella, che ha chiamato "Multivalente Bi-specifico Nano-Bioconjugate Engager, " una tecnologia brevettata con Mayo Clinic Ventures, un braccio di commercializzazione della Mayo Clinic. È rivestito con anticorpi che prendono di mira il recettore HER2, una molecola comune trovata nel 40% dei tumori al seno. È anche rivestito con molecole che coinvolgono due aspetti distinti del sistema immunitario del corpo. La nanoparticella si concentra sul tumore riconoscendo HER2 e quindi aiuta le cellule immunitarie a identificare le cellule tumorali per attaccarle.

Le molecole attaccate alla nanoparticella mandano su di giri il corpo non specifico, cellule di pulizia (note come macrofagi e fagociti) nel sistema immunitario che inghiottono e distruggono qualsiasi materiale estraneo. Il design della nanoparticella spinge queste cellule ad apparire in abbondanza e ad eliminare le cellule tumorali anormali. Queste cellule di pulizia poi trasmettono informazioni sulle cellule tumorali a cellule T altamente specializzate nel sistema immunitario che aiutano a sradicare le cellule tumorali rimanenti, mantenendo una memoria di queste cellule per prevenire la recidiva del cancro. È la creazione di una memoria che combatte le malattie nelle cellule che rende la nanoparticella simile a un vaccino contro il cancro. In definitiva, le cellule del corpo diventano capaci di riconoscere e distruggere i tumori ricorrenti.

Dalla fine degli anni '90, il campo della nanomedicina si è concentrato sullo sviluppo di nanoparticelle come semplici veicoli di somministrazione di farmaci in grado di spingere i farmaci chemioterapici verso i tumori. Una trappola è che il corpo tende a eliminare le particelle prima che raggiungano la loro destinazione.

"Il nostro studio rappresenta un nuovo concetto di progettazione di nanomedicina in grado di interagire attivamente con le cellule immunitarie del nostro corpo e modulare le loro funzioni per curare le malattie umane, " dice il Dr. Kim. "Si basa sui recenti sviluppi nell'immunoterapia del cancro, che hanno avuto successo nel trattamento di alcuni tipi di tumori; però, la maggior parte dell'immunoterapia sviluppata finora non sfrutta il potere dell'intero sistema immunitario. Abbiamo sviluppato una nuova piattaforma che raggiunge le cellule tumorali e recluta anche abbondanti cellule di pulizia per una risposta immunitaria completamente potente".

Futuri studi in laboratorio esploreranno la capacità della nanoparticella di prevenire la recidiva a lungo termine dei tumori, comprese le metastasi in siti distanti dal tumore primario. Cosa c'è di più, la nanoparticella è progettata per essere modulare, il che significa che può trasportare molecole per combattere altri tipi di malattie. "Si spera che questo approccio apra nuove porte nella progettazione di nuove immunoterapie basate sulla nanomedicina, " lei dice.