Un nuovo studio, pubblicato su Nature Nanotechnology , può offrire una strategia in grado di mitigare gli effetti collaterali negativi associati all'iniezione endovenosa di nanoparticelle comunemente utilizzate in medicina.
"Il principale vantaggio della nanotecnologia rispetto ai trattamenti medici convenzionali è la sua capacità di colpire in modo più preciso i tessuti, come le cellule tumorali colpite dalla chemioterapia. Tuttavia, quando le nanoparticelle vengono iniettate, possono attivare una parte del sistema immunitario chiamata complemento", ha affermato l'autore senior Dmitri Simberg, Ph.D., professore di nanomedicina e nanosicurezza presso la Skaggs School of Pharmacy dell'Università del Colorado presso l'Anschutz Medical Campus dell'Università del Colorado.
Il complemento è un gruppo di proteine del sistema immunitario che riconoscono e neutralizzano batteri e virus, comprese le nanoparticelle estranee al corpo. Di conseguenza, le nanoparticelle vengono attaccate dalle cellule immunitarie innescando effetti collaterali che includono mancanza di respiro, frequenza cardiaca elevata, febbre, ipotensione e, in rari casi, shock anafilattico.
"L'attivazione del sistema immunitario dopo l'iniezione di nanoparticelle può essere difficile da comprendere e prevenire. Questa ricerca è un passo avanti verso una migliore comprensione e una soluzione affinché le persone ricevano i benefici delle nanoparticelle senza effetti collaterali", ha affermato Simberg, che è anche co-direttore del Colorado Center for Nanomedicine e co-direttore per la nanosicurezza.
I ricercatori affermano che, sebbene siano stati compiuti alcuni progressi nel mitigare le reazioni avverse attraverso l'infusione lenta e la premedicazione con steroidi e antistaminici, un numero significativo di persone sperimenta ancora reazioni.
"L'obiettivo è prevenire, evitare e mitigare le reazioni avverse e l'attivazione immunitaria", aggiunge Simberg.
Per fare ciò, il gruppo di ricerca di Simberg ha collaborato con Michael Holers, M.D., presso la School of Medicine dell'Università del Colorado e la Medical University of South Carolina per studiare l'impatto degli inibitori del complemento iniettati con nanoparticelle in modelli animali.
Nello specifico, lo studio si concentra su un interessante gruppo di inibitori del complemento (detti “regolatori”). La ricerca ha mostrato risultati promettenti.
Simberg e colleghi hanno osservato che i regolatori studiati inibiscono efficacemente l'attivazione del complemento da parte delle nanoparticelle nel siero umano in vitro e nei modelli animali. Nello specifico, quando iniettati a dosi molto basse, i regolatori hanno bloccato in modo completo e sicuro l'attivazione del complemento da parte delle nanoparticelle nei modelli animali utilizzati. Secondo gli autori, questo è significativo perché quando le nanoparticelle attivano il complemento, la risposta immunitaria risultante non solo può causare una reazione avversa ma può anche ridurre l'efficacia dei nanomedicinali.
Questa ricerca fornisce anche una migliore comprensione del perché e del come i regolatori del complemento potrebbero aiutare il corpo a rispondere in modo più favorevole alle nanoparticelle. Il gruppo di studio ha osservato che dei trilioni di nanoparticelle che entrano nel sangue in un'iniezione standard, solo una piccola frazione ha attivato il complemento. I regolatori del complemento hanno funzionato non appena le nanoparticelle hanno iniziato ad attivare il complemento, mitigando così tempestivamente l'attivazione immunitaria.
"Questi risultati suggeriscono che abbiamo un'entusiasmante opportunità per esplorare come ottimizzare ulteriormente l'uso di regolatori con nanoparticelle, con l'obiettivo di migliorare l'efficacia e la tollerabilità di molteplici terapie e vaccini basati sulla nanotecnologia", ha affermato Simberg.
I ricercatori affermano che il prossimo passo sarà testare gli inibitori del complemento con più nanoparticelle e in diversi modelli di malattia per comprendere appieno il potenziale di questo approccio con l'obiettivo finale di applicare la ricerca in un contesto clinico.
Ulteriori informazioni: Inibizione delle risposte acute del complemento verso nanoparticelle iniettate in bolo da parte di proteine regolatrici mirate a breve circolazione, Nature Nanotechnology (2023). DOI:10.1038/s41565-023-01514-z. www.nature.com/articles/s41565-023-01514-z
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