Nanoparticelle guidanti direttamente alle celle del tumore

Le terapie anticancro moderne mirano ad attaccare le celle del tumore mentre risparmiano il tessuto sano. Un gruppo interdisciplinare dei ricercatori a Helmholtz-Zentrum Dresda-Rossendorf (HZDR) e FU Berlino ha realizzato i progressi importanti in questa area: gli scienziati hanno prodotto le nanoparticelle minuscole che sono destinate specificamente per mirare alle cellule tumorali. Possono traversare direttamente alle celle del tumore e visualizzare quelli facendo uso delle tecniche di rappresentazione avanzate. Entrambi nelle capsule di Petri e nei modelli animali, gli scienziati potevano efficacemente guidare le nanoparticelle alle cellule tumorali. Il punto seguente è di combinare la nuova tecnica con gli approcci terapeutici.

I ricercatori di HZDR cominciano fuori con le nanoparticelle minuscole e biocompatibili fatte di cosiddetti poligliceroli dentritici che serviscono da molecole dei portafili.

Possiamo modificare queste particelle ed introdurre le varie funzioni. Per esempio, possiamo fissare un frammento dell'anticorpo alla particella che specificamente lega alle cellule tumorali. Questo frammento dell'anticorpo è la nostra parte d'ottimizzazione che dirige la nanoparticella verso il tumore.„

Dott. Kristof Zarschler, socio di ricerca all'istituto di HZDR di ricerca sul cancro radiofarmaceutica

L'obiettivo delle nanoparticelle modificate è un antigene conosciuto come EGFR (recettore del fattore di crescita dell'epidermide). In determinati tipi di cancri, quali i tumori del cancro al seno o della testa e del collo, questa proteina overexpressed sulla superficie delle celle. “Potevamo indicare che le nostre nanoparticelle progettate interagiscono preferenziale con le cellule tumorali tramite questi ricevitori,„ confermiamo il Dott. Holger Stephan, guida del gruppo dei sistemi di Nanoscalic a HZDR. “Nelle prove di controllo con le simili nanoparticelle che erano state modificate con un anticorpo non specifico, meno nanoparticelle si sono accumulate significativamente alle celle del tumore.„

Gli scienziati hanno studiato intensivamente il comportamento delle nanoparticelle sia nelle colture cellulari che in un modello animale. A questo fine, hanno fornito le nanoparticelle le caratteristiche supplementari del reporter, come Kristof Zarschler spiega: “Abbiamo usato due possibilità complementari. Oltre agli anticorpi, abbiamo fissato le molecole ed i radionuclidi di tintura alle nanoparticelle. La molecola di tintura emette nello spettro di vicino infrarosso che penetra il tessuto e può essere visualizzato con un microscopio appropriato. La tintura rivela così dove le nanoparticelle sono individuate esattamente.„ Il radionuclide, copper-64, compie un simile scopo. Emette la radiazione che è individuata da uno scanner dell'ANIMALE DOMESTICO (tomografia a emissione di positroni). I segnali possono poi essere convertiti in immagine tridimensionale che prevede la distribuzione delle nanoparticelle nell'organismo.

Beni eccellenti negli organismi viventi

Facendo uso di queste tecniche di rappresentazione, i ricercatori hanno potuti indicare che la capitalizzazione di nanoparticella nel tessuto del tumore raggiunge il massimo i due giorni dopo amministrazione ai mouse. Le nanoparticelle contrassegnate successivamente si eliminano via i reni senza essere un fardello per l'organismo. “Sono apparentemente ideali nella dimensione e beni,„ dice Holger Stephan. “Le più piccole particelle sono filtrate dal sangue appena in alcune ore e così soltanto hanno un impatto a breve termine. Se, d'altra parte, le particelle sono troppo grandi, essi si accumulano nella milza, nel fegato o nei polmoni e non possono essere eliminate dall'organismo tramite reni e vescica.„ L'interazione fra le nanoparticelle con una dimensione esatta di tre nanometri ed i frammenti fissati dell'anticorpo evidentemente ha un'influenza positiva sulla distribuzione e sulla conservazione dell'anticorpo nell'organismo come pure sul suo profilo dell'escrezione.

Negli esperimenti futuri, i ricercatori di HZDR vogliono provare se possano modificare il loro sistema per portare altre componenti. Kristof Zarschler descrive le pianificazioni: “Potete catturare queste nanoparticelle e functionalize con una sostanza attiva. Poi potete consegnare una droga direttamente al tumore. Ciò potrebbe essere un radionuclide terapeutico che distrugge le celle del tumore.„ È egualmente possibile fissare i frammenti dell'anticorpo specifici per le proteine all'infuori di EGFR ai tipi differenti dell'obiettivo di cancri.

Source:
Journal reference:

Pant, K., et al. (2019) Active targeting of dendritic polyglycerols for diagnostic cancer imaging. Small. doi.org/10.1002/smll.201905013.