La complessità biologica del cancro e di altre malattie richiede un arsenale di terapie più formidabile di quello attualmente disponibile. La maggior parte degli approcci terapeutici ignora la rete molecolare dinamica dei geni, prendendo di mira invece solo pochissimi geni selezionati correlati alla malattia.

Un nuovo studio dell'Università di Tel Aviv pubblicato su Nanotecnologia della natura propone un nuovo approccio per manipolare i geni utilizzando una piattaforma autoassemblante che fornisce acidi nucleici, come piccoli RNA interferenti (siRNA), a sottoinsiemi cellulari distinti. Mentre le attuali pratiche di medicina di precisione prendono di mira un singolo recettore cellulare, la nuova piattaforma modulare offre un solido approccio biologico e potrebbe essere la chiave per il futuro della medicina personalizzata.

"La consegna di siRNA mirata ai portatori costruiti oggi si concentra su cellule specifiche e richiede la coniugazione chimica dell'agente bersaglio, " afferma il Prof. Dan Peer del Laboratorio di nanomedicina di precisione presso la Scuola di biologia cellulare e biotecnologia molecolare della TAU, che ha condotto la ricerca. "La nuova piattaforma si basa sull'affinità biologica, un approccio autoassemblante che può essere tradotto per colpire un numero infinito di malattie e condizioni".

La ricerca per lo studio è stata condotta dai primi coautori Dr. Ranit Kedmi e Nuphar Veiga e colleghi del Laboratorio TAU del Prof. Peer, in collaborazione con il Prof. Itai Benhar della TAU's School of Molecular Cell Biology and Biotechnology, Dr. Michael Harlev del Centro Servizi Veterinaria di TAU, Dr. Mark Belkhe di Integrated DNA Technologies (IDT) e Prof. Judy Lieberman del Boston Chidren's Hospital e della Harvard Medical School.

Individuazione del "linker"

Secondo il prof. Peer, la nuova piattaforma "rimuove molti degli ostacoli" che affliggono oggi la medicina di precisione. Al centro della piattaforma di consegna c'è il "linker, " una lipoproteina che si lega alla regione costante dell'anticorpo. Poiché tutti gli anticorpi della stessa famiglia condividono una regione comune, una semplice alterazione dell'anticorpo si traduce in un nuovo vettore di consegna che si adatta al recettore bersaglio di scelta.

"Poiché la sua costruzione si basa su interazioni di affinità, non è necessario introdurre ottimizzazioni di coniugazione chimica affinché il metodo funzioni, " afferma il Prof. Peer. "I linker sono bloccati nella membrana delle nanoparticelle e si legano a una regione fissa di qualsiasi anticorpo dello stesso isotipo. Ciò consente un passaggio sicuro a una selezione teoricamente illimitata di vettori che prendono di mira recettori distinti sulla superficie cellulare".

"Riteniamo che questa piattaforma di somministrazione modulare rappresenti una pietra miliare che renda la medicina di precisione veramente fattibile, " dice la signora Veiga. "La sfida è stata come dirigere determinate terapie progettate per manipolare i geni di interesse in cellule specifiche senza sviluppare uno specifico vettore di farmaci per ogni specifico tipo di cellula. Sarebbe molto costoso e poco pratico sviluppare milioni di farmaci diversi per trattare ogni specifico tipo di cellula e gene specifico. Piuttosto, l'obiettivo dovrebbe essere lo sviluppo di uno strumento basato sull'acido nucleico per manipolare l'espressione genica attraverso un semplice, scambio costante".

Risultati veloci

Per la ricerca, gli scienziati hanno utilizzato la piattaforma per colpire i macrofagi del colon al fine di ridurre i sintomi infiammatori causati dalla malattia infiammatoria intestinale (IBD) nei modelli murini. "Si possono ottenere facilmente risultati rapidi utilizzando questi vettori mirati, " dice il prof. Peer. "I topi hanno mostrato molta meno infiammazione, il che suggerisce la possibilità di promettere nuove opportunità terapeutiche per l'IBD".

I ricercatori hanno anche colpito i modelli murini con linfoma mantellare, utilizzando la nuova piattaforma per colpire le cellule tumorali, inducono la morte cellulare e migliorano notevolmente la sopravvivenza globale.

"La nostra ricerca supporta lo sviluppo di piattaforme mirate di somministrazione di acido nucleico per terapie per malattie autoimmuni e cancro, " dice il Prof. Peer. "La nostra piattaforma di consegna può essere regolata per ogni paziente per indirizzare un numero potenzialmente infinito di recettori.

"È abbastanza flessibile da essere facilmente personalizzato per colpire qualsiasi sottoinsieme di cellule e abbattere qualsiasi gene di scelta. Pensiamo che abbia un enorme potenziale di ricerca e terapeutico".

I ricercatori sono attualmente interessati a promuovere una prova di concetto negli esseri umani.