L'imaging basato su anticorpi di una forma particolarmente aggressiva di cancro al seno è in fase di sperimentazione clinica in tutto il mondo, ma il percorso dalla prova all'applicazione è ostacolato da un grosso ostacolo:la sicurezza.

Le preoccupazioni derivano da un targeting inefficiente del tumore, che può provocare accumulo nel midollo osseo, fegato e reni del materiale radioattivo necessario per l'imaging. Gli sforzi recenti si sono concentrati su veicoli di consegna su scala nanometrica con componenti immunitarie, ma questi veicoli sono spesso ancora troppo grandi (20 nanometri o più) per la clearance renale dopo l'imaging.

Ulrich Wiesner, lo Spencer T. Olin Professor of Engineering in scienza dei materiali e ingegneria alla Cornell University, in collaborazione con la dott.ssa Michelle Bradbury del Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSKCC) e Weill Cornell Medicine, ha proposto un nuovo approccio utilizzando nanoparticelle di silice ultrapiccole, meglio conosciute come "punti Cornell" (o punti C) - inventate nel suo laboratorio più di una dozzina di anni fa.

Il loro team, compresi i ricercatori dell'azienda farmaceutica MedImmune, ha dotato i punti C di frammenti di anticorpi. Poiché i coniugati risultanti sono inferiori a 8 nanometri, questi punti C consentono la clearance renale mentre ottengono la specificità necessaria per un efficiente targeting del tumore.

Riferiscono la loro scoperta in "Nanoparticelle mirate ultrapiccole con frammenti di anticorpi ingegnerizzati per il rilevamento di immagini del cancro al seno con sovraespressione di HER2, " pubblicato l'8 ottobre in Comunicazioni sulla natura . Feng Chen, ricercatore senior presso MSKCC, e Kai Ma, ricercatore post-dottorato nel laboratorio Wiesner, sono co-autori.

Wiesner ha affermato che questa ricerca crea "una pista completamente nuova" per impiegare frammenti di anticorpi per una serie di malattie, cancro in particolare, e per la diagnostica così come la somministrazione di farmaci, quando combinati in un'unica entità nota anche come "theranostics".

"Questa è la prima volta che lavoriamo con questi frammenti di anticorpi, " Wiesner ha detto "sfruttando così il potere degli anticorpi nella lotta contro il cancro".

Cornell dots e la loro nuova generazione, denominata "Cornell prime dots, " o semplicemente punti C'—si sono evoluti da quando Wiesner e il suo gruppo li hanno introdotti nel 2005 e da allora, in collaborazione con Bradbury, un primo studio clinico li ha ritenuti sicuri per l'uomo nel 2014. Due anni fa, i punti hanno dimostrato di avere la capacità non solo di rilevare le cellule cancerose, ma di essere auto-terapeutici, uccidendole effettivamente.

Quest'ultima ricerca riporta i punti C nel ruolo di cercatore di cancro, ma aggiunge un "cercatore di tumore" sotto forma di un frammento di anticorpo. Hanno usato un particolare frammento dell'anticorpo a forma di Y, rispetto all'intera molecola, per mantenere il punto C' entro la soglia dimensionale per la clearance renale.

Il target:carcinoma mammario HER2-positivo, più aggressivo e mortale del cancro HER2-negativo, rendendolo un bersaglio attraente per nuove diagnosi e terapie. Nella collaborazione, MedImmune ha progettato un frammento di anticorpo specificamente per colpire la proteina HER2 e un sito di coniugazione che non interferisce con la sua attività di legame. I gruppi di Wiesner e Bradbury, nel frattempo, hanno lavorato insieme per attaccarlo alla superficie del punto C' per mantenere il coniugato complessivo al di sotto di 8 nanometri di diametro.

Il punto stesso è stato sintetizzato in un modo che gli ha conferito cinque funzioni distinte, il tutto entro le sue dimensioni ultraridotte da 6 a 7 nanometri.

Il targeting sia in vitro che in vivo (topo) delle cellule di cancro al seno HER2-positivo ha avuto successo, con assorbimento del tumore in vivo dei punti iniettati fino al 17,2 percento, il più alto che Wiesner e Bradbury abbiano raggiunto in tutta la loro ricerca sul punto C.

"L'iniezione circola attraverso il sangue e deve fuoriuscire dal sistema vascolare, deve diffondersi attraverso il tessuto connettivo, deve associarsi al tumore e quindi penetrare nel corpo del tumore, " ha detto Wiesner. "Vogliamo il 100 per cento, tutti vogliono il 100 per cento. Ma quando consideri tutte le altre cose che competono per il veicolo in altre parti del corpo, Il 17% non è così piccolo".

Bradbury, che insieme a Wiesner dirige il MSK-Cornell Center for Translation of Cancer Nanomedicines, chiama il punto C' un "punto di svolta" nella somministrazione di farmaci a base di nanoparticelle.

"Questi risultati della ricerca sono molto eccitanti, " lei disse, "poiché suggeriscono che potremmo fornire specificamente una varietà di terapie a piccole molecole:chemioterapia, inibitori e radioterapia, senza la tossicità tipica dell'uso di sonde per particelle più grandi".