I ricercatori del TUS hanno sviluppato una nanoparticella commestibile a base vegetale che potrebbe essere la prossima potente terapia antitumorale. Credito:Makiya Nishikawa della Tokyo University of Science
I nanomateriali hanno rivoluzionato il mondo della terapia del cancro e le nanoparticelle di origine vegetale hanno l'ulteriore vantaggio di essere economiche e facili da produrre in serie. I ricercatori della Tokyo University of Science hanno recentemente sviluppato nuove bionanoparticelle derivate dal mais per colpire direttamente le cellule tumorali, tramite un meccanismo immunitario. I risultati sono incoraggianti e la tecnica ha dimostrato l'efficacia nel trattamento dei topi di laboratorio portatori di tumore. Inoltre, finora non sono stati segnalati gravi effetti avversi nei topi.
Le nanoparticelle, o particelle la cui dimensione varia tra 1 e 100 nanometri, hanno mostrato un enorme potenziale in molte aree della scienza e della tecnologia, compresa la terapia. Tuttavia, le nanoparticelle sintetiche convenzionali sono complicate e costose da produrre. Le vescicole extracellulari (EV), che sono emerse come un'opzione alternativa alle nanoparticelle sintetiche, mostrano sfide per la produzione di massa.
Un'altra opzione emergente di recente è quella delle nanoparticelle (NP) di origine vegetale, che possono essere facilmente prodotte ad alti livelli a costi relativamente inferiori. Come i veicoli elettrici, questi sistemi basati su nanoparticelle contengono anche molecole bioattive, inclusi polifenoli (che sono noti antiossidanti) e microRNA, e possono fornire farmaci agli organi bersaglio del nostro corpo.
Sfruttando questa conoscenza, i ricercatori della Tokyo University of Science (TUS) hanno recentemente sviluppato bionanoparticelle con attività antitumorale, utilizzando il mais (mais) come materia prima.
Il Prof. Makiya Nishikawa dell'Università della Scienza di Tokyo, in Giappone, che ha guidato il gruppo di ricerca in questo sforzo, chiarisce:"Controllando le proprietà fisico-chimiche delle nanoparticelle, possiamo controllare la loro farmacocinetica nel corpo; quindi, abbiamo voluto esplorare la nanoparticella piante commestibili. Il mais, o mais, è prodotto in grandi quantità in tutto il mondo nella sua forma nativa così come nelle sue forme geneticamente modificate. Ecco perché l'abbiamo selezionato per il nostro studio". I risultati di questo studio sono stati pubblicati online il 24 novembre 2021 in Rapporti scientifici .
Il team ha creato una miscela omogenea di mais super dolce in acqua, quindi ha centrifugato questo succo di mais ad alta velocità, filtrandolo successivamente attraverso un filtro a siringa con una dimensione dei pori di 0,45 μm. I campioni filtrati sono stati quindi ultracentrifugati per ottenere NP derivate dal mais. Le NP derivate dal mais (cNP) avevano un diametro di circa 80 nm. Abbastanza interessante, questi cNP trasportavano anche una minuscola carica negativa netta di -17 mV.
Il team di ricerca ha quindi avviato esperimenti per vedere se questi cNP venivano assorbiti da vari tipi di cellule. In una serie di risultati promettenti, i cNP sono stati assorbiti da più tipi di cellule, comprese le cellule tumorali del colon26 clinicamente rilevanti (cellule cancerose derivate da topi), cellule simili a macrofagi RAW264.7 e cellule NIH3T3 normali. Le cellule RAW264.7 sono comunemente usate come schermi in vitro per immunomodulatori, farmaci che prendono di mira principalmente varie vie del cancro.
I risultati sono stati sbalorditivi:dei tre tipi di cellule, i cNP hanno solo inibito significativamente la crescita delle cellule del colon26, indicando la loro selettività per le linee cellulari cancerogene. Inoltre, i cNP sono stati in grado di indurre con successo il rilascio del fattore di necrosi tumorale-α (TNF-α) dalle cellule RAW264.7. È un fatto ben documentato che il TNFα è secreto principalmente da macrofagi, cellule natural killer e linfociti, tre ingredienti chiave del nostro sistema immunitario altamente evoluto e che aiutano a creare una risposta antitumorale. "La forte risposta al TNFα è stata incoraggiante e ha indicato il ruolo dei cNP nel trattamento di vari tipi di cancro", spiega il dott. Daisuke Sasaki, primo autore dello studio e istruttore e ricercatore presso TUS.
Il team di ricerca ha quindi condotto un test reporter con l'enzima "luciferasi" (derivato dalle lucciole), che è un reporter sensibile per lo studio di varie risposte biologiche. Questo test basato sulla luciferasi ha rivelato che la potente combinazione di cNP e cellule RAW264.7 ha soppresso significativamente la proliferazione delle cellule del colon26. Infine, il team di ricerca ha studiato l'effetto dei cNP sui topi di laboratorio portatori di tumori sottocutanei. Ancora una volta, i risultati sono stati sorprendenti:l'iniezione quotidiana di cNP nei tumori del colon26 ha soppresso in modo significativo la crescita del tumore, senza causare gravi effetti collaterali o perdita di peso.
"Ottimizzando le proprietà delle nanoparticelle e combinandole con farmaci antitumorali, speriamo di escogitare farmaci sicuri ed efficaci per vari tipi di cancro", osserva un ottimista Prof. Nishikawa.
Riassumendo questi risultati di grande impatto, il dottor Kosuke Kusmori, coautore e assistente professore al TUS afferma:"Questi cNP mostrano eccellenti proprietà antitumorali, sono facili da sviluppare e sono economicamente sostenibili. Inoltre, non mostrano alcun effetto negativo serio , almeno finora nei topi". + Esplora ulteriormente
