Gli scienziati hanno segnalato un nuovo approccio al trattamento del cancro ai polmoni con nanoparticelle inalate sviluppate presso la Wake Forest School of Medicine, parte di Wake Forest Baptist Health.

In questo studio di dimostrazione del concetto, Dawen Zhao, M.D., dottorato di ricerca, professore associato di ingegneria biomedica presso la Wake Forest School of Medicine, ha utilizzato un modello murino per determinare se i tumori polmonari metastatici rispondessero a un sistema di immunoterapia con nanoparticelle inalabili combinato con la radioterapia comunemente usata per trattare il cancro ai polmoni.

Lo studio è pubblicato nell'attuale numero di Comunicazioni sulla natura .

Il cancro del polmone è il secondo tumore più comune e la principale causa di morte per cancro sia tra gli uomini che tra le donne. Muoiono più persone di cancro ai polmoni che di colon, tumori al seno e alla prostata combinati. Sebbene l'immunoterapia sia promettente, attualmente funziona in meno del 20% dei pazienti con cancro ai polmoni.

Evidenze cliniche significative suggeriscono che al momento della diagnosi la maggior parte dei tumori dei pazienti è scarsamente infiltrata dalle cellule immunitarie. Questo ambiente immunitario "freddo" nei tumori impedisce al sistema immunitario del corpo di riconoscere ed eliminare le cellule tumorali.

Superare questo ambiente tumorale immunosoppressivo per attaccare il cancro in modo efficiente è attualmente un'area di grande interesse nella comunità scientifica, ha detto Zhao.

Gli approcci precedenti hanno comportato l'iniezione diretta di immunomodulatori nei tumori per aumentare la loro risposta immunitaria. Però, questo approccio è generalmente limitato ai tumori di superficie e di facile accesso, e può diventare meno efficace se sono necessarie iniezioni ripetute per sostenere la risposta immunitaria.

"L'obiettivo della nostra ricerca era sviluppare un nuovo mezzo per convertire i tumori freddi in tumori caldi, tumori immunosensibili, " Zhao ha detto. "Volevamo che fosse non invasivo senza iniezione di ago, in grado di accedere a più tumori polmonari alla volta, ed essere sicuro per un uso ripetuto. Speravamo che questo nuovo approccio avrebbe potenziato il sistema immunitario del corpo per combattere in modo più efficace il cancro ai polmoni".

Il sistema di immunoterapia con nanoparticelle che Zhao e il suo team hanno sviluppato ha fornito immunostimolanti tramite inalazione a un modello murino di carcinoma polmonare metastatico. La nanoparticella caricata con immunostimolante che, quando si deposita nelle sacche d'aria polmonari, sono stati assorbiti da un tipo specifico di cellule immunitarie, chiamate cellule presentanti l'antigene (APC).

L'immunostimolante, cGAMP, nella nanoparticella è stato poi rilasciato all'interno della cellula, dove la stimolazione di una particolare via immunitaria (STING) ha attivato la cellula APC, che è un passaggio fondamentale per indurre la risposta immunitaria sistemica.

Il team ha anche dimostrato che la combinazione dell'inalazione di nanoparticelle con le radiazioni applicate a una porzione di un polmone ha portato alla regressione dei tumori in entrambi i polmoni e alla sopravvivenza prolungata dei topi. Inoltre, il team ha riferito di aver eliminato completamente i tumori polmonari in alcuni topi.

Attraverso studi meccanicistici, il team ha poi confermato che il sistema di inalazione ha convertito quei tumori inizialmente freddi in entrambi i polmoni in tumori caldi favorevoli a una robusta immunità antitumorale.

L'immunoterapia inalabile di Zhao presenta diversi vantaggi chiave rispetto ai metodi precedenti, in particolare la capacità di accedere a tumori polmonari profondi perché l'aerosol contenente nanoparticelle è stato progettato per raggiungere tutte le parti del polmone, e la fattibilità del trattamento ripetuto utilizzando una formulazione aerosol non irritante.

Il trattamento ha dimostrato di essere ben tollerato e sicuro senza causare disagio immuno-correlato avverso nei topi.

I ricercatori della Wake Forest School of Medicine hanno depositato una domanda di brevetto provvisoria per il sistema di immunoterapia con nanoparticelle inalabili.