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Generating a targeted, brain-permeable and stable polymeric nanoparticle for systemic gene delivery to glioblastoma

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Un nuovo trattamento a base di nanoparticelle per il cancro al cervello si mostra promettente

Gli attuali trattamenti per il glioblastoma multiforme, la forma di cancro al cervello più diffusa e più letale, sono tristemente inefficaci. Il progetto TargetGBM ha sviluppato una nanoterapia in grado di attraversare la barriera emato-encefalica e intervenire selettivamente sulle cellule tumorali in vitro.

Salute

I pazienti affetti da glioblastoma multiforme (GBM), incurabile, muoiono a causa di tumori ricorrenti che crescono a partire da cellule sopravvissute al primo ciclo di trattamento. Il trattamento attuale è consiste nella neurochirurgia seguita da radiazioni e dalla somministrazione del farmaco temozolomide. Tuttavia, poiché il cancro penetra in profondità nel tessuto cerebrale sano, la chirurgia non riesce a rimuoverlo del tutto. Inoltre, la barriera ematoencefalica impedisce alla chemioterapia di raggiungere le cellule rimanenti, dalle quali si sviluppano nuovi tumori. Il progetto TargetGBM, finanziato dall’UE, ha sviluppato nanoparticelle ricoperte da uno speciale rivestimento per impedire loro di entrare in altre cellule e con molecole che colpiscono selettivamente le cellule tumorali. Fondamentalmente, tali nanoparticelle possono entrare nelle cellule della barriera emato-encefalica e quindi potrebbero anche attraversarla. «Se convalidiamo i nostri risultati sui topi, questo trattamento potrebbe rappresentare un passo importante verso la fornitura di una cura efficace per le malattie del cervello, compresi i tumori», afferma Salvador Borrós, coordinatore del progetto presso l’istituto IQS, che ospita il progetto.

Una nanoterapia mirata

La chemioterapia non raggiunge tutte le cellule tumorali residue lasciate dopo la neurochirurgia ed è spesso caratterizzata da complicazioni. Al contrario, un trattamento endovenoso potrebbe raggiungere le cellule tumorali residue, ma solo se in grado di attraversare la barriera emato-encefalica. I sistemi di distribuzione non virali mirati hanno mostrato risultati promettenti per il trasporto di terapie attraverso le barriere biologiche, con effetti collaterali ridotti dati dal fatto che intervengono esclusivamente sulle cellule malate. Il team di TargetGBM ha sviluppato un nanosistema in grado di introdurre selettivamente un trattamento, sotto forma di materiale genetico, nelle cellule bersaglio. Ma la proprietà che consente alle nanoparticelle di impacchettare il materiale genetico, la carica positiva del polimero, consente loro di entrare anche in qualsiasi altra cellula. Il team ha pertanto dovuto sviluppare un rivestimento che lo impedisse. Una volta ottenuto, il passo successivo è stato quello di creare nuove molecole in grado di dirigere la nanoparticella verso le sole cellule tumorali. Queste molecole, costituite da peptidi e anticorpi, sono state poi fissate alla superficie delle nanoparticelle. I risultati dei test si sono dimostrati promettenti. «Abbiamo osservato una ridotta penetrazione in cellule non bersaglio da parte delle nanoparticelle rivestite e un ingresso selettivo altamente efficiente nelle cellule bersaglio, grazie all’intervento delle molecole. Le nanoparticelle possono anche entrare nelle cellule della barriera emato-encefalica, il primo passo per poterla attraversare», aggiunge Benjamí Oller-Salvia, ex borsista e ricercatore principale del progetto.

Una metodologia modulare adattabile

I risultati di TargetGBM si allineano bene con le priorità della Commissione europea che ha identificato la salute, compreso il trattamento del cancro, come una sfida fondamentale per la società, insieme alla biotecnologia, tra cui la terapia genica e la nanotecnologia, come tecnologia abilitante fondamentale. «Anche se i risultati sono promettenti, siamo lontani da un’applicazione definitiva. Attualmente stiamo ottimizzando le nanoformulazioni per colpire le cellule staminali del cancro, le cellule più resistenti ai trattamenti attuali e responsabili delle recidive tumorali. Se otterremo risultati incoraggianti nei topi, cercheremo investimenti per le sperimentazioni precliniche», spiega Oller-Salvia. Il team mira a proteggere commercialmente e, potenzialmente, a commercializzare molti dei propri componenti ingegnerizzati, compreso il rivestimento, le molecole a indirizzo mirato e il metodo per ancorare le molecole alla nanoparticella. Oltre a migliorare il trattamento del glioblastoma multiforme, il sistema nanobiotecnologico modulare del progetto, o suoi elementi, potrebbero essere utilizzati per trattare altri tipi di cancro o anche altre malattie. Il lavoro svolto durante TargetGBM, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha già contribuito a ottenere finanziamenti per un nuovo programma di ricerca sulla nanoterapia e la bioterapia mirate alle proteine presso l’IQS guidato da Oller-Salvia.

Parole chiave

TargetGBM, glioblastoma multiforme, cervello, cancro, nano, chemioterapia, barriera emato-encefalica, tumore, genetica, cellule

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