Le cellule cancerose sono state uccise in esperimenti di laboratorio e la crescita tumorale è ridotta nei topi, utilizzando un nuovo approccio che trasforma una nanoparticella in un "cavallo di Troia" che provoca l'autodistruzione delle cellule cancerose, un gruppo di ricerca presso la Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) ha trovato.

I ricercatori hanno creato la loro nanoparticella "cavallo di Troia" rivestendola con uno specifico amminoacido - L-fenilalanina - su cui si basano le cellule tumorali, insieme ad altri amminoacidi simili, sopravvivere e crescere. La L-fenilalanina è conosciuta come un amminoacido "essenziale" in quanto non può essere prodotto dall'organismo e deve essere assorbito dal cibo, tipicamente da carne e latticini.

Studi di altri gruppi di ricerca hanno dimostrato che la crescita del tumore del cancro può essere rallentata o prevenuta facendo "affamare" le cellule cancerose di aminoacidi. Gli scienziati ritengono che privando le cellule tumorali di aminoacidi, ad esempio attraverso il digiuno o attraverso diete speciali prive di proteine, possono essere modi praticabili per curare il cancro.

Però, regimi dietetici così rigidi non sarebbero adatti a tutti i pazienti, compresi quelli a rischio di malnutrizione o quelli con cachessia, una condizione derivante da una malattia cronica che causa un'estrema perdita di peso e muscolare. Per di più, il rispetto dei regimi sarebbe molto impegnativo per molti pazienti.

Cercando di sfruttare la dipendenza dagli aminoacidi delle cellule tumorali ma evitando le sfide di regimi dietetici rigorosi, i ricercatori della NTU hanno ideato un nuovo approccio alternativo.

Hanno preso una nanoparticella di silice designata come "Generalmente riconosciuta come sicura" dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti e l'hanno rivestita con L-fenilalanina, e ha scoperto che nei test di laboratorio con i topi ha ucciso le cellule tumorali in modo efficace e molto specifico, facendoli autodistruggere.

La nanoparticella terapeutica antitumorale è ultrapiccola, con un diametro di 30 nanometri, o circa 30, 000 volte più piccolo di una ciocca di capelli umani, ed è chiamato "Mimico dell'amminoacido poroso della fenilalanina nanoscopico", o Nano-pPAAM,

Le loro scoperte, pubblicato di recente sulla rivista scientifica Piccolo , potrebbe essere promettente per la futura progettazione di nanoterapie, ha detto il gruppo di ricerca.

Assistant Professor Dalton Tay della School of Materials Science and Engineering, autore principale dello studio, disse:"Contro la saggezza convenzionale, il nostro approccio prevedeva l'utilizzo del nanomateriale come farmaco anziché come vettore di farmaci. Qui, le proprietà selettive e di uccisione del cancro di Nano-pPAAM sono intrinseche e non hanno bisogno di essere "attivate" da stimoli esterni. L'aminoacido L-fenilalanina agisce come un "cavallo di Troia" - un mantello per mascherare la nanoterapia all'interno".

"Rimuovendo la componente farmacologica, abbiamo efficacemente semplificato la formulazione della nanomedicina e possiamo superare i numerosi ostacoli tecnologici che stanno ostacolando la traduzione dal banco al capezzale della nanomedicina basata sui farmaci".

Proprietà terapeutiche antitumorali intrinseche di Nano-pPAAM

Come prova del concetto, gli scienziati hanno testato l'efficacia di Nano-pPAAM in laboratorio e nei topi e hanno scoperto che la nanoparticella uccideva circa l'80% del seno, pelle, e cellule tumorali gastriche, che è paragonabile ai farmaci chemioterapici convenzionali come il cisplatino. Anche la crescita del tumore nei topi con cellule umane di cancro al seno triplo negativo è stata significativamente ridotta rispetto ai modelli di controllo.

Ulteriori indagini hanno mostrato che il rivestimento di amminoacidi di Nano-pPAAM ha aiutato la nanoparticella ad entrare nelle cellule tumorali attraverso la cellula trasportatrice di amminoacidi LAT1. Una volta all'interno delle cellule tumorali, Il nano-pPAAM stimola la produzione eccessiva di specie reattive dell'ossigeno (ROS), un tipo di molecola reattiva nel corpo, che provoca l'autodistruzione delle cellule cancerose pur rimanendo innocue per le cellule sane.

Il professore associato Tan Nguan Soon, coautore, della Lee Kong Chian School of Medicine della NTU, ha dichiarato:"Con l'attuale trattamento farmacologico chemioterapico, un problema comune affrontato è che il cancro ricorrente diventa resistente al farmaco. La nostra strategia non prevede l'uso di alcun farmaco farmacologico, ma si basa sulle proprietà uniche delle nanoparticelle per rilasciare un livello catastrofico di specie reattive dell'ossigeno (ROS) per uccidere le cellule tumorali".

Fornendo una visione indipendente, Professore Associato Tan Ern Yu, uno specialista del cancro al seno al Tan Tock Seng Hospital ha detto, "Questo nuovo approccio potrebbe essere molto promettente per le cellule tumorali che non sono riuscite a rispondere a trattamenti convenzionali come la chemioterapia. Tali tumori hanno spesso sviluppato meccanismi di resistenza ai farmaci attualmente in uso, rendendoli inefficaci. Però, le cellule tumorali potrebbero essere potenzialmente ancora suscettibili all'approccio del "cavallo di Troia" poiché agisce attraverso un meccanismo completamente diverso, a cui le cellule non si saranno adattate".

Gli scienziati stanno ora cercando di perfezionare ulteriormente il design e la chimica del Nano-pPAAM per renderlo più preciso nel prendere di mira specifici tipi di cancro e ottenere una maggiore efficacia terapeutica.

Ciò include la combinazione del loro metodo con altre terapie come l'immunoterapia che utilizza il sistema immunitario del corpo per combattere il cancro.