Un team di ricercatori della New York University ha progettato micelle proteiche su nanoscala in grado sia di somministrare farmaci chemioterapici sia di essere monitorate dalla risonanza magnetica (MRI).

L'innovazione rientra nella categoria dei "theranostics, " nel senso che combina capacità diagnostica e somministrazione di farmaci, consentendo ai ricercatori di somministrare la terapia monitorando anche in modo non invasivo i progressi terapeutici e riducendo drasticamente la necessità di intervento chirurgico.

Il team è guidato dal professore di ingegneria chimica e biomolecolare della NYU Tandon School, Jin Kim Montclare, che dice:"Pensa all'analogia di un missile puntato su un bersaglio, con il farmaco chemioterapico come missile e le cellule cancerose come bersaglio. Non basta mirare alla cieca; è necessario monitorare attentamente i progressi del missile e determinare fino a che punto è efficace."

Il suo documento di ricerca, "Micelle in nanoscala ingegnerizzate con proteine ​​per la risonanza magnetica dinamica e la somministrazione di farmaci terapeutici, " è stato pubblicato sulla rivista dell'American Chemical Society ACS Nano . È stato co-autore del professore associato di radiologia Youssef Wadhghiri presso il Center for Advanced Imaging Innovation and Research e il Center for Biomedical Imaging, entrambi alla NYU School of Medicine; Lindsay Hill, uno studente che lavora con entrambi i professori; Priya Katyal, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Montclare; Minh Hoang e Zakia Youss, entrambi i ricercatori che lavorano con Wadhghiri; Giuseppe Frezzo, Cinzia Xu, e Xuan Xie, tutti gli ex studenti di Montclare; ed Erika Delgado-Fukushima, uno studente universitario nel suo laboratorio.

Il documento spiega che le proteine ​​ingegnerizzate forniscono un modello interessante per la progettazione di agenti di contrasto per risonanza magnetica al fluoro-19 (19F), tuttavia il progresso è stato ostacolato dalle imprevedibili proprietà di rilassamento del fluoro. (La risonanza magnetica si basa sulla rilevazione delle differenze nei tassi di rilassamento dei protoni delle molecole d'acqua all'interno dei tessuti, ma ci sono momenti in cui i tassi non differiscono sufficientemente tra i tipi di tessuto per produrre un contrasto utile.)

Come soluzione, Montclare e i suoi coautori presentano la biosintesi di un copolimero a blocchi proteico contenente blocchi di aminoacidi con 19F, denominata "proteina assemblata termoresponsiva fluorurata" (F-TRAP), che si assembla in una micella su scala nanometrica con proprietà di imaging degne di nota insieme alla capacità di incapsulare e rilasciare piccole molecole terapeutiche.

In precedenza, Montclare aveva sviluppato un sistema proteico-lipidico in grado di trasportare non solo farmaci terapeutici a piccole molecole ma contemporaneamente acidi nucleici per la terapia genica, come doppio carico utile, per curare il cancro, diabete, e altre condizioni che richiedono una varietà di approcci terapeutici.

"I progressi che Jin Montclare ha compiuto nell'ingegneria delle proteine ​​esemplificano l'impegno di Tandon e della NYU a collaborare, ricerca traslazionale con il potenziale di avere un impatto positivo sull'assistenza sanitaria per innumerevoli pazienti, " ha detto il preside della NYU Tandon Jelena Kovačevi?. "Siamo orgogliosi che stia affrontando efficacemente problemi di così grande importanza medica e sociale".