Le nanotecnologie per la diagnosi e il trattamento del cancro

Il cancro al pancreas ha il tasso di mortalità più alto di qualsiasi altra forma tumorale a distanza di un anno e la sopravvivenza complessiva a cinque anni è solo del 4 %. La maggior parte dei tumori al pancreas viene rilevata solo quando ha ormai raggiunto lo stadio metastatico e l’85 % di essi non è operabile. In parte, questo è dovuto alle limitazioni dell’accuratezza diagnostica dei sistemi di imaging correnti.

Il progetto SAVEME (A modular nanosystems platform for advanced cancer management: nano-vehicles; tumor targeting and penetration agents; molecular imaging, degradome based therapy), finanziato dall’UE, ha sviluppato una nuova piattaforma di nanosistemi per applicazioni diagnostiche e terapeutiche. Utilizzando un modello di cancro al pancreas, questa piattaforma ha integrato nanoparticelle avanzate funzionalizzate e agenti attivi idonei per i requisiti dell’applicazione.

La localizzazione in vivo di questo nanosistema nei siti tumorali richiede la capacità di colpire l’obiettivo in modo efficiente. Per questa ragione, i ricercatori hanno abbinato le nanoparticelle a gruppi funzionali e peptidi mirati alle cellule tumorali progettati sui nuovi biomarcatori tumorali emergenti come la galectina-1.

Per quanto riguarda l’aspetto diagnostico, i partner hanno sviluppato un’ampia gamma di particelle carrier in nanoscala polimeriche generiche da 25-150 nm (NC) che sono state funzionalizzate sulla superficie a seconda dell’applicazione. Gli studi di biodistribuzione hanno dimostrato che le piccole NC <100 nm si accumulano nei tumori molto meglio di quelle più grandi >100 nm. Una delle particelle ha permesso la visualizzazione del tumore in vivo tramite tomografia a emissione di positroni con contrasto accettabile fino a 48 ore dopo la somministrazione.

I nanosistemi sviluppati per applicazioni terapeutiche prendono di mira la fornitura di anticorpi o di acidi nucleici come agenti terapeutici. La coniugazione di nanoparticelle con anticorpi inibitori, metalloproteasi antimatrice (MMP) e molecole siRNA (RNA interferente breve) è stata studiata per inibire la crescita e la diffusione delle cellule tumorali.

Uno dei risultati principali del progetto è stato lo sviluppo di NC che trasportano i siRNA nelle cellule in modo altamente efficiente e scarsamente tossico. Questi NC sono riusciti a trasportare i siRNA nelle cellule di carcinoma umano al pancreas in vitro, con conseguente soppressione dei geni obiettivo e morte cellulare, o apoptosi. L’effetto più sostanziale è stato ottenuto con la somministrazione di siRNA contro PLK-1 (polo-like chinasi-1). Un’altra strategia terapeutica ha portato allo sviluppo di anticorpi mirati per MMP-7 ed MMP-14, che mantengono la loro efficacia di blocco delle funzioni in vitro dopo l’abbinamento con gli NC.

Per assicurare la diffusione del progetto è stata realizzata la brochure SAVEME e i risultati sono stati presentati in 27 pubblicazioni scientifiche.

Le attività di ricerca e sviluppo realizzate dal progetto SAVEME hanno un enorme potenziale di traduzione in prassi cliniche per la diagnostica e il trattamento del cancro al pancreas e faciliteranno inoltre il monitoraggio post-terapeutico, riducendo il ricorso a continue biopsie.