Studi recenti hanno dimostrato che le nanoparticelle di origine vegetale (pdNP) che hanno effetti terapeutici possono essere un’alternativa efficace ai tradizionali trattamenti contro il cancro. Tuttavia, fino ad oggi nessun pdNP è stato approvato come agente terapeutico antitumorale.

La crusca di riso è un sottoprodotto generato durante il processo di raffinazione del riso che ha un'utilità limitata e un basso valore commerciale. Tuttavia, contiene diversi composti con proprietà antitumorali, come il γ-orizanolo e il γ-tocotrienolo.

Per esplorare queste proprietà terapeutiche della crusca di riso, un team di ricercatori guidati dal professor Makiya Nishikawa dell’Università delle Scienze di Tokyo (TUS) in Giappone ha sviluppato nanoparticelle di crusca di riso e ne ha testato l’efficacia nei modelli murini. Il loro studio, pubblicato sul Journal of Nanobiotechnology il 16 marzo 2024, sono stati scritti in collaborazione dal dottor Daisuke Sasaki, dalla signora Hinako Suzuki, dal professore associato Kosuke Kusamori e dal professore assistente Shoko Itakura del TUS.

"Negli ultimi anni è stato sviluppato un numero crescente di nuove modalità farmacologiche. Allo stesso tempo, i costi di sviluppo associati alle nuove terapie sono aumentati notevolmente, contribuendo ad aumentare l'onere delle spese mediche. Per affrontare questo problema, abbiamo utilizzato la crusca di riso, un rifiuti industriali con proprietà antitumorali, per sviluppare nanoparticelle," spiega il prof. Nishikawa.

Lo studio ha valutato gli effetti antitumorali delle nanoparticelle derivate dalla crusca di riso (rbNP), ottenute elaborando e purificando una sospensione di crusca di riso Koshihikari in acqua. Quando una linea cellulare tumorale denominata colon26 è stata trattata con rbNP, la divisione cellulare è stata arrestata ed è stata indotta la morte cellulare programmata, indicando forti effetti antitumorali delle nanoparticelle. L'attività antitumorale osservata delle rbNP può essere attribuita al γ-tocotrienolo e al γ-orizanolo, che vengono facilmente assorbiti dalle cellule tumorali con conseguente arresto del ciclo cellulare e morte cellulare programmata.

Inoltre, le rbNP hanno ridotto l’espressione di proteine, come la β-catenina (una proteina associata alla via di segnalazione Wnt coinvolta nella proliferazione cellulare) e la ciclina D1, che sono note per promuovere la recidiva del cancro e le metastasi. Inoltre, le rbNP hanno ridotto l'espressione della β-catenina solo nelle cellule del colon26 senza influenzare le cellule non cancerose.

"Una preoccupazione fondamentale nel contesto delle pdNP è la loro bassa attività farmacologica rispetto ai farmaci. Tuttavia, le rbNP hanno mostrato un'attività antitumorale più elevata rispetto a DOXIL, una formulazione farmaceutica liposomiale di doxorubicina. Inoltre, la doxorubicina è citotossica sia per le cellule tumorali che per quelle non cancerose , mentre le rbNP sono specificamente citotossiche per le cellule tumorali, suggerendo che le rbNP sono più sicure della doxorubicina," afferma il prof. Nishikawa.

Per confermare le proprietà antitumorali delle rbNP nel corpo vivente, i ricercatori hanno iniettato rbNP in topi affetti da adenocarcinoma aggressivo nella cavità peritoneale (racchiusa dal diaframma, dai muscoli addominali e dalla pelvi e che ospita organi come intestino, fegato e reni). Hanno osservato una significativa soppressione della crescita del tumore senza effetti avversi sui topi. Inoltre, le rbNP hanno inibito significativamente la crescita metastatica delle cellule B16-BL6 del melanoma murino in un modello murino di metastasi polmonari.

La crusca di riso ha diverse caratteristiche che la rendono un’eccellente fonte di pdNP terapeutici. In primo luogo, è economico rispetto a molte altre fonti di pdNP. Quasi il 40% della crusca di riso viene scartata in Giappone, fornendo una fonte di materia prima facilmente disponibile. In secondo luogo, l'efficienza di preparazione delle rbNP è superiore a quella delle pdNP precedentemente riportate.

Oltre ad essere pratici e sicuri come terapia antitumorale, le proprietà fisico-chimiche delle rbNP sono molto stabili. Tuttavia, alcuni parametri, come la creazione di tecnologie di separazione a livello farmaceutico, la valutazione dei parametri di controllo del processo di produzione e la valutazione dell'efficacia e della sicurezza nelle linee cellulari tumorali umane e nei modelli animali di xenotrapianto, devono essere studiati prima degli studi clinici sull'uomo.

In conclusione, la crusca di riso, un prodotto di scarto agricolo, è una fonte di pdNP terapeutici convenienti, efficaci e sicuri e ha il potenziale per rivoluzionare il trattamento del cancro in futuro.

"Stabilendo un metodo di produzione per le nanoparticelle di crusca di riso con qualità stabile e confermando la loro sicurezza ed efficacia, possiamo sviluppare farmaci per il trattamento del cancro che siano sostenibili, ecologici e convenienti. Di conseguenza, potremmo essere in grado di aiutare un numero maggiore di malati di cancro a mantenere buona salute fisica e mentale dopo il trattamento", conclude il Prof. Nishikawa.