La resistenza multifarmaco (MDR), un processo in cui i tumori diventano resistenti a più farmaci, è la principale causa di fallimento della chemioterapia antitumorale. Le cellule tumorali spesso acquisiscono MDR aumentando la loro produzione di proteine ​​che pompano i farmaci fuori dalla cellula, rendendo inefficaci le chemioterapie. Ora, ricercatori che riferiscono in ACS' Nano lettere hanno sviluppato nanoparticelle che rilasciano raffiche di calcio all'interno delle cellule tumorali, inibendo le pompe dei farmaci e invertendo la MDR.

Una proteina di pompaggio chiamata glicoproteina P (P-gp) gioca spesso un ruolo chiave nella MDR. La P-gp è nella membrana cellulare, dove utilizza energia sotto forma di adenosina trifosfato (ATP) per pompare farmaci fuori dalle cellule tumorali. Gli scienziati hanno cercato di bloccare la P-gp in vari modi, come con inibitori di piccole molecole o deplezione di ATP. Però, le strategie finora utilizzate possono causare effetti collaterali, oppure sono instabili nel corpo. Alcuni dei trattamenti possono essere difficili da preparare. Kaixiang Zhang, Zhenzhong Zhang, Jinjin Shi e colleghi volevano bloccare la P-gp usando un approccio diverso. Ricerche precedenti hanno suggerito che il sovraccarico delle cellule tumorali con ioni calcio potrebbe sia diminuire la produzione di P-gp che ridurre i livelli di ATP. Ma il team aveva bisogno di trovare un modo per erogare esplosioni di calcio, insieme a un farmaco chemioterapico, all'interno delle cellule tumorali.

I ricercatori hanno realizzato un "nanogeneratore di ioni di calcio" (TCaNG) caricando nanoparticelle di fosfato di calcio con il farmaco chemioterapico doxorubicina e quindi rivestendole con molecole che consentirebbero al TCaNG di colpire ed entrare nelle cellule tumorali. Una volta all'interno delle cellule, I TCaNG sono entrati in un compartimento acido, dove i TCaNG si sono disintegrati, rilasciando sia doxorubicina che raffiche di ioni calcio. Quando il team ha testato il TCaNG sulle cellule tumorali in una capsula di Petri in laboratorio, sia la produzione di ATP che di P-gp è diminuita, che ha permesso alla doxorubicina di uccidere le cellule tumorali precedentemente resistenti. Quando testato su topi portatori di tumore, I topi trattati con TCaNG hanno mostrato tumori significativamente più piccoli dopo 21 giorni di trattamento rispetto ai topi di controllo, senza apparenti effetti collaterali.