Come le nanoparticelle possono guidare la diffusione del cancro

Una nuova ricerca rileva che alcuni nanomateriali che gli scienziati usano per combattere il cancro possono avere l'effetto opposto: aiutare i tumori a diffondersi. I risultati rivelano perché ciò potrebbe accadere e ci propongono un modo per trasformare questo rischio in un vantaggio terapeutico.

Le nanoparticelle possono far dividere e diffondere più velocemente le cellule tumorali (qui raffigurate).

La nanotecnologia è recentemente emersa come una strada innovativa per il trattamento del cancro.

Ad esempio, alcuni ricercatori hanno ideato nanoparticelle d'oro che possono "cercare" le cellule tumorali e polverizzarle dall'interno.

Altri, invece, hanno utilizzato nanocapsule per erogare farmaci concentrati in modo estremamente preciso, evitando gli effetti collaterali che potrebbero causare la chemioterapia convenzionale.

Ma di cosa sono fatti questi “nanocarrier” e i materiali che gli scienziati usano nella nanomedicina potrebbero aiutare, piuttosto che ostacolare, la diffusione del cancro?

Gli scienziati usano più comunemente oro, biossido di titanio, argento e biossido di silicio, tra gli altri, per scopi terapeutici.

Tuttavia, nuove ricerche - i cui risultati ora appaiono nella rivista Nature Nanotechnology - suggerisce che questi nanomateriali potrebbero facilitare la diffusione delle cellule tumorali aumentando il divario tra le cellule dei vasi sanguigni e consentendo alle cellule tumorali di migrare più facilmente verso nuovi siti.

I ricercatori della National University of Singapore (NUS) vicino a Clementi sono giunti a questa conclusione dopo aver studiato diversi modelli di cancro al seno nei roditori.

Fei Peng, del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare della Facoltà di Ingegneria NUS, è il primo autore dell'articolo.

Peng e colleghi hanno soprannominato il fenomeno "perdita endoteliale indotta da nanomateriali" (NanoEL). Nel loro articolo, suggeriscono anche nuovi modi in cui gli sviluppatori di farmaci potrebbero utilizzare questa scoperta per ideare terapie più efficaci per il cancro e altre condizioni.

Le nanoparticelle possono accelerare la progressione del cancro

Peng e il team hanno scoperto che NanoEL accelera il movimento delle cellule tumorali dal sito del tumore originale a nuovi siti e aiuta le cellule tumorali già in movimento a eludere la circolazione sanguigna.

David Leong, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare presso la Facoltà di Ingegneria NUS, è uno dei leader dello studio.

Spiega il significato di questi risultati, dicendo: "Per un malato di cancro, l'implicazione diretta dei nostri risultati è che l'esposizione preesistente a lungo termine alle nanoparticelle, ad esempio attraverso prodotti di uso quotidiano o inquinanti ambientali, può accelerare la progressione del cancro, anche la nanomedicina non viene somministrata. "

Le nanoparticelle possono spesso essere presenti negli alimenti trasformati e nei prodotti cosmetici come creme e lozioni.

"Le interazioni tra questi minuscoli nanomateriali", continua Leong, "e i sistemi biologici del corpo devono essere presi in considerazione durante la progettazione e lo sviluppo della nanomedicina contro il cancro".

"È fondamentale", aggiunge, "garantire che il nanomateriale che fornisce il farmaco antitumorale non acceleri anche involontariamente la progressione del tumore".

"Con lo sviluppo di nuove scoperte nel campo della nanomedicina, dobbiamo capire allo stesso tempo cosa fa sì che questi nanomateriali innescino risultati inaspettati".

David Leong

Da nemico ad amico

Gli autori dello studio spiegano anche che potremmo sfruttare lo stesso meccanismo che potrebbe rappresentare una vulnerabilità nel trattamento del cancro e guidare la diffusione del tumore per ottenere esattamente l'effetto opposto.

Rendere i vasi sanguigni più deboli, dicono, può anche facilitare l'accesso dei farmaci chemioterapici o delle cellule staminali ai tessuti danneggiati.

"Attualmente stiamo esplorando l'uso dell'effetto NanoEL", afferma Leong, "per distruggere i tumori immaturi quando i vasi sanguigni che perdono sono piccoli o inesistenti per fornire farmaci antitumorali ai tumori".

"Dobbiamo percorrere questa linea sottile con molta attenzione e ottimizzare la durata di esposizione dei tumori alle nanoparticelle", aggiunge. "Ciò potrebbe consentire agli scienziati di individuare la fonte della malattia prima che le cellule tumorali si diffondano e diventino un problema altamente refrattario".

Oltre al cancro, potrebbe anche essere possibile applicare i risultati ad altre condizioni che coinvolgono organi e tessuti danneggiati.

Il co-leader dello studio Han Kiat Ho, del Dipartimento di Farmacia della Facoltà di Scienze NUS, spiega ulteriormente.

Secondo lui, NanoEL “può essere sfruttato anche in altre condizioni in cui un fallimento della fuoriuscita è una caratteristica fondamentale. Ad esempio, lesioni d'organo come la fibrosi epatica possono causare cicatrici eccessive ", dice," con conseguente perdita di perdite che riduce l'ingresso di nutrienti attraverso i vasi sanguigni ".

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