I medici vorrebbero utilizzare tutti i tipi di nanoparticelle nel corpo, ad esempio per costruire immagini dettagliate di anatomia e malattia, e per fornire farmaci antitumorali in profondità all'interno del tessuto tumorale. Però, milioni di anni di evoluzione hanno attrezzato il corpo per identificare e respingere particelle estranee, persino nanoparticelle. E quindi una delle principali sfide nell'uso della nanomedicina è stata la sfortunata efficienza del sistema immunitario nel rispondere a ciò che vede come infezione, nella migliore delle ipotesi, liberando le nanoparticelle prima che possano raggiungere i loro obiettivi, e nel peggiore dei casi, portando a una pericolosa reazione immunitaria che crea effetti collaterali e gravi rischi.

Uno studio del Cancer Center dell'Università del Colorado pubblicato oggi sulla rivista Nanotecnologia della natura descrive un passo importante nell'attivazione del sistema immunitario contro le nanoparticelle. La scoperta potrebbe consentire ai ricercatori e infine ai medici di nascondere le nanoparticelle contro il sistema immunitario, permettendo a queste particelle di svolgere la loro attività terapeutica.

In precedenza, il laboratorio del ricercatore del CU Cancer Center Dmitri Simberg, dottorato di ricerca, ha dimostrato che le proteine ​​del sangue (chiamate collettivamente corona proteica) ricoprono le nanoparticelle, contrassegnandoli per l'attacco del sistema immunitario. In particolare, il laboratorio di Simberg ha dimostrato che uno dei componenti più importanti del sistema immunitario, vale a dire il sistema del complemento, non possono attaccare le nanoparticelle a meno che non siano ricoperte da una corona proteica. Ora il laboratorio di Simberg mostra un altro passo in questo processo:gli anticorpi naturali all'interno della corona proteica sono responsabili della capacità del sistema del complemento di riconoscere e attaccare le nanoparticelle.

"Fondamentalmente, abbiamo scoperto che la deposizione di C3 sulle nanoparticelle (e quindi l'attivazione del sistema immunitario contro le nanoparticelle) dipende in realtà dagli anticorpi naturali nel sangue di ogni persona, "dice Simberg, che è anche professore associato presso la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. "Possiamo rimuovere questi anticorpi e c'è pochissima attivazione del sistema del complemento. Quindi possiamo aggiungere questi anticorpi e c'è l'attivazione.

Lo studio, che è stato fatto in collaborazione con Moein Moghimi, dottorato di ricerca, Professore alla Newcastle University nel Regno Unito, ha esaminato la capacità di una proteina del sistema del complemento prevalente, noto come C3, trovare e attaccare farmaci antitumorali a base di nanoparticelle ampiamente utilizzati LipoDox e Onivyde, (così come l'integratore di ossido di ferro a base di nanoparticelle Ferahem). Quando Simberg e colleghi hanno esaurito gli anticorpi noti come immunoglobuline dal sangue di donatori sani e malati di cancro, la capacità del C3 di trovare e marcare queste nanoparticelle è stata ridotta del 70-95%. Quando il team ha ripristinato le immunoglobuline, hanno di nuovo visto l'accumulo di C3 su questi nanomedicinali.

"La nostra memoria immunologica è costituita da anticorpi che ci aiutano a riconoscere agenti patogeni che potremmo aver incontrato molto tempo fa. Ogni persona ha una serie di anticorpi naturali che riconoscono le nanoparticelle. La reattività individuale di una persona a un tipo specifico di nanoparticella dipende da alcuni misura su quanti di questi anticorpi una persona ha. C'è variabilità:una persona può avere più anticorpi che riconoscono un certo tipo di nanoparticelle, mentre un'altra persona ha anticorpi diversi che riconoscono un altro tipo di nanoparticella, "dice Simberg.

"Ciò che è veramente eccitante è che tutti questi anticorpi sembrano non legarsi alle nanoparticelle nude. La particella deve essere rivestita con una corona proteica:il legame di questi anticorpi è molto più efficiente quando si hanno queste altre proteine ​​che si attaccano per prime alle nanoparticelle, "dice Simberg.

Il lavoro continuativo spera di scoprire l'origine e la fonte degli anticorpi che riconoscono le nanoparticelle, offrendo un quadro più chiaro del motivo per cui alcune persone mostrano una risposta immunitaria eccessiva in reazione ai farmaci a base di nanoparticelle. Comprendendo come gli anticorpi riconoscono le nanoparticelle, Simberg e il suo team sperano di sviluppare modi per bloccare selettivamente questa azione, portando a maggiori effetti e minori effetti collaterali dei nanomedicinali.