I ricercatori dell'Università dell'Arizona Health Sciences hanno recentemente completato uno studio che ha il potenziale per migliorare il trattamento del cancro del colon-retto e del melanoma utilizzando la nanotecnologia per fornire la chemioterapia in un modo che la rende più efficace contro i tumori aggressivi. I risultati sono stati pubblicati oggi in Nanotecnologia della natura.

"Sono sempre stato interessato a sfruttare l'immunità intrinseca per combattere il cancro, " disse Jianqin Lu, BPharm, dottorato di ricerca, assistente professore di farmacologia e farmacocinetica presso il Dipartimento di Farmacologia e Tossicologia dell'UArizona College of Pharmacy e membro associato dell'UArizona Cancer Center. "Per farlo in modo sicuro ed efficace, la nanotecnologia entra in gioco per la sua capacità di migliorare il movimento dei farmaci e l'efficacia terapeutica, così come il potenziale per ridurre le tossicità sistemiche. La mia speranza è che questi innovativi regimi terapeutici e nanoterapeutici alla fine aiutino i malati di cancro a combattere i tumori in modo più efficace e sicuro".

Le immunoterapie aiutano a rafforzare la capacità del sistema immunitario di combattere le cellule tumorali. I checkpoint immunitari sono regolatori del sistema immunitario, che sono fondamentali per impedire al corpo di attaccare indiscriminatamente le cellule sane. Alcuni tipi di cancro aggirano questi checkpoint, consentendo alle cellule cancerose di evitare il rilevamento e continuare a diffondersi. Il blocco del checkpoint immunitario (ICB) è una terapia più recente che può essenzialmente "rilasciare i freni" del sistema immunitario e aiutare il corpo a reagire.

Le terapie ICB sono efficaci per alcuni tipi di cancro, ma non funzionano per ogni paziente. Per esempio, solo circa il 4% dei pazienti con cancro del colon-retto, la seconda causa di decessi correlati al cancro negli Stati Uniti, risponderà alla terapia ICB, ha detto il dottor Lu.

La ricerca recente si è concentrata sui modi per potenziare il potere delle terapie ICB combinandole con agenti chemioterapici come la camptotecina. Sebbene la camptotecina sia potente, è anche instabile, ha una scarsa solubilità in acqua e può avere gravi effetti collaterali per le cellule sane.

Il Dr. Lu e il team di ricerca hanno creato la prima piattaforma nanoterapeutica del suo genere per superare questi ostacoli. Utilizzando un metodo di consegna delle nanotecnologie, i ricercatori hanno potenziato la capacità della camptotecina di sinergizzare con le terapie ICB, rendendoli più efficaci contro i tumori aggressivi.

"Per rendere più efficace la terapia ICB, abbiamo sviluppato una piattaforma nanoterapeutica in grado di trasformare i tumori da "immune-freddo" a "immune-caldo, '" ha detto il dottor Lu, che è anche membro del BIO5 Institute e del Southwest Environmental Health Sciences Center. "Di conseguenza, questa piattaforma nanoterapeutica è stata in grado di aumentare l'efficacia della terapia ICB per sradicare una gran parte dei tumori del cancro del colon-retto in fase iniziale, attivando contemporaneamente l'immunità della memoria del corpo, prevenire la recidiva del tumore".

Il team ha attaccato la camptotecina alla sfingomielina, un lipide naturale che si trova sulla superficie delle cellule. La combinazione delle due molecole in una nanovescicola chiamata camptotesoma ha stabilizzato la camptotecina, migliorandone l'efficacia e diminuendo le tossicità sistemiche. Il metodo di consegna nanotecnologico ha anche migliorato l'assorbimento del tumore del camptotesoma in un modello di roditore, dove penetrò profondamente nel tumore con un efficiente rilascio della chemioterapia.

Il Dr. Lu e il team di ricerca hanno quindi creato un modo per caricare un inibitore del checkpoint immunitario mirato a uno dei checkpoint chiave, indolamina 2, 3-diossigenasi (IDO1), all'interno dei camptothesomes. Quando combinato con inibitori che prendono di mira altri checkpoint immunitari noti come PD-L1 e PD-1, questa strategia nanoterapeutica ha eliminato una parte significativa del cancro del colon-retto metastatico in stadio avanzato clinicamente difficile da trattare e dei tumori del melanoma, aprendo la strada a ulteriori studi.

I ricercatori fanno notare che la loro piattaforma nanotecnologica può essere utilizzata per fornire una gamma di terapie contro il cancro, e ha un vantaggio significativo nella pipeline di sviluppo di farmaci in quanto deriva dalla sfingomielina, un lipide già approvato dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti.

Il Dr. Lu spera di collaborare con gli oncologi dell'UArizona Cancer Center per ottimizzare ulteriormente il sistema nanoterapeutico per renderlo adatto a una sperimentazione clinica in fase iniziale.