Uno studio recente, affiliato con l'Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) della Corea del Sud ha introdotto un nuovo sistema di somministrazione mirata di farmaci nella lotta contro il cancro.

Un team di ricercatori, affiliato con UNIST ha recentemente introdotto un nuovo sistema di somministrazione mirata di farmaci che può migliorare le proprietà farmacologiche e terapeutiche dei trattamenti convenzionali contro il cancro. La nuova tecnologia ha notevolmente migliorato la sicurezza e l'efficienza attraverso l'uso dello scudo corona proteico costruito supramolecolarmente come agente mirato attraverso la regolazione delle interfacce tra nanoparticelle e sistemi biologici.

Questa svolta è stata guidata congiuntamente dal professor Ja-Hyoung Ryu, Professor Sebyung Kang, e il professor Chaekyu Kim alla School of Life Sciences dell'UNIST. I loro risultati sono stati pubblicati online in Comunicazioni sulla natura (SE:12.353) il 31 ottobre, 2018.

Il sistema di somministrazione mirata dei farmaci si riferisce al metodo che trasporta selettivamente i farmaci ai tessuti mirati, organi, e cellule attraverso una varietà di vettori di farmaci. Sebbene siano stati sviluppati decine di migliaia di sistemi di somministrazione dei farmaci, l'effetto è stato minimo. Questo perché centinaia di proteine ​​nel corpo si attaccano al sistema di somministrazione del farmaco (fenomeno della corona proteica). A causa di questo fenomeno, anche quando il farmaco raggiunge un bersaglio come una cellula cancerosa, l'efficienza del trattamento è molto bassa, e sono stati osservati altri effetti collaterali, che possono causare effetti collaterali tossici.

"È stato riferito che è possibile alleviare l'impatto della corona proteica sulla somministrazione del farmaco bersaglio attraverso la formazione di uno scudo protettivo, costituito da proteine ​​speciali ben strutturate che sono altamente stabili e non interagiscono tra loro, " dice il professor Ryu. "La nuova tecnologia è molto simile alla strategia in cui prendi il controllo dei tuoi nemici, usando i nemici."

In questo lavoro, il team di ricerca ha introdotto il concetto di protezione corona proteica (PCS) per un efficiente sistema di somministrazione del farmaco bersaglio. Utilizzando la tecnologia del DNA ricombinante, il team di ricerca ha creato proteine ​​di fusione ricombinanti con una maggiore stabilità fisica e capacità di targeting selettivo del cancro. Questa proteina di fusione, poi, è stato utilizzato come scudo per incapsulare la superficie dei trasportatori di farmaci a nanoparticelle, costruendo così nanoparticelle PCS (PCSN).

In linea di principio, i trasportatori di farmaci a nanoparticelle con un ligando bersaglio perdono la loro capacità di mirare quando vengono rivestiti da proteine ​​del sangue in un ambiente biologico. Però, il nuovo sistema PCS può inibire l'assorbimento delle proteine ​​del sangue per mantenere la capacità di mira ed evitare l'eliminazione indesiderata da parte del sistema dei fagociti mononucleati.

Per comprendere le interazioni tra PCSN e componenti biologici esterni, il team di ricerca ha creato un ambiente simile ai sistemi biologici umani. Questo è stato analizzato tramite simulazione al computer. I risultati
ha mostrato un'efficacia terapeutica circa 10 volte maggiore nel prevenire l'invasione di proteine ​​esterne indesiderate.

Hanno anche esaminato l'effetto della somministrazione di farmaci utilizzando cellule immunitarie e cellule cancerose. Il sistema di somministrazione di farmaci PCS potrebbe uccidere le cellule tumorali senza essere catturato dalle cellule immunitarie, anche dopo un'esposizione prolungata ad ambienti biologici. Nei modelli murini di cancro, il team ha scoperto che il PCSN mostra una tossicità inferiore, così come un'eccellente capacità di targeting del tumore.

"Oltre a curare il cancro, i nostri risultati possono essere applicati anche a una varietà di campi, come la diagnosi e la cura di varie malattie, così come la terapia termo-ottica, " afferma il professor Ryu. "Abbiamo in programma di introdurre una piattaforma che svolgerà vari ruoli mentre progetta in modo diverso le proteine ​​ricombinanti in futuro".

Aggiunge, "Sarà possibile accedere alla piattaforma universale, un obiettivo a lungo termine della nanotecnologia. È anche significativo che ci siamo assicurati la tecnologia di partenza per un nuovo sistema di somministrazione di farmaci mirato".