Indagine intracellulare di NPD FRET. Credito:Università di Tohoku
La maggior parte dei sistemi di somministrazione di farmaci utilizza nanovettori per trasportare farmaci a causa delle loro dimensioni ridotte e della capacità di distribuire farmaci in siti del corpo altrimenti inaccessibili. L'aspetto negativo di questa piccola dimensione, però, è che sono necessarie grandi quantità per abbinare il dosaggio richiesto.
Sistemi alternativi carrier-free, noti come nanoprofarmaci (NPD), mostrano enormi promesse per il trattamento del cancro. Per esempio, un NPD SN-38 ha un'efficienza antitumorale circa 10 volte superiore rispetto ai farmaci disponibili in commercio. Ora, i ricercatori hanno, per la prima volta, sviluppato uno studio completo sulla dinamica degli NPD SN-38 all'interno delle cellule tumorali, compreso il loro tasso di internalizzazione, localizzazione intracellulare, e degrado, così come la loro efficacia terapeutica.
"Questi sistemi innovativi mostrano un'elevata attività antitumorale, ma la conoscenza fondamentale per la traduzione clinica, come la loro interazione con le cellule tumorali, mancava ancora, " ha detto il professor Hitoshi Kasai, coautore dello studio.
Il team di ricerca ha valutato lo stato degli NPD all'interno delle cellule tumorali utilizzando la tecnica di microscopia basata sul Förster Resonance Energy Transfer (FRET). FRET si basa sul trasferimento di energia tra due molecole sensibili alla luce. Sfruttando la proprietà fluorescente dell'SN-38 insieme alla sonda a fluorescenza Bodipy FL negli NPD specificamente progettati per questo studio, FRET ha permesso ai ricercatori di osservare lo stato degli NPD dalla particella intatta al profarmaco disciolto.
Immagini a fluorescenza di NPD (in blu) che si localizzano e si degradano all'interno dei lisosomi (in rosso) nel tempo. Credito:Università di Tohoku
L'osservazione al microscopio laser confocale ha confermato nel tempo una significativa degradazione dell'NPD dallo stato intatto a un profarmaco disciolto all'interno delle cellule. Ciò significa che gli NPD sono stati costantemente assorbiti dalle cellule come particelle intatte prima di essere trasportati nei lisosomi, un organello legato alla membrana contenente enzimi digestivi. Una volta all'interno dei lisosomi, il profarmaco SN-38 si è sciolto da una particella intatta (Figura 2) ed ha esercitato i suoi effetti terapeutici sulle cellule tumorali.
Kasai aggiunge che "I nostri lavori forniscono una panoramica completa delle dinamiche delle nanoparticelle di profarmaci all'interno delle cellule tumorali, consentendo ulteriori progressi verso la loro applicazione come dispositivi di somministrazione di farmaci antitumorali di nuova generazione".
