Questo gel specializzato potrebbe migliorare la terapia del cancro
I ricercatori stanno ora sviluppando un nuovo strumento nella terapia del cancro: un gel specializzato in grado di fornire farmaci combinati direttamente al tumore.
Un problema chiave che deve affrontare la ricerca sul cancro è come fornire terapie nel modo più efficiente, nonché come indirizzare direttamente i tumori, ridurre al minimo l'invasività e massimizzare il successo.
La chemioterapia utilizza agenti chimici per colpire e distruggere le cellule tumorali - o almeno impedire che si moltiplichino - ed è uno dei trattamenti più diffusi per il cancro.
I ricercatori riconoscono che la chemioterapia potrebbe agire in alcuni casi in modo più efficace se somministrata insieme all'immunoterapia, un tipo di trattamento incentrato sul potenziamento del sistema immunitario del corpo, in modo che possa rafforzare le barriere naturali di una persona contro il cancro.
Ora, gli scienziati della University of North Carolina School of Medicine di Chapel Hill e della North Carolina State University di Raleigh hanno sperimentato un nuovo mezzo iniettabile.
L'autore senior dello studio Zhen Gu ei suoi colleghi hanno sviluppato un "sistema di scaffold bioresponsivo" - una rete polimerica, simile a un gel, che quando iniettato fornisce una combinazione di farmaci chemioterapici e immunoterapici direttamente ai tumori del cancro.
Nel nuovo studio, Gu e il team hanno testato il loro mezzo gelatinoso iniettabile su particolari tipi di tumori cancerosi: melanoma B16F10 e cancro al seno 4T1. Tuttavia, i ricercatori sono fiduciosi che il mezzo potrebbe essere utilizzato con altrettanto successo anche su altri tipi di tumori del cancro.
I ricercatori riportano i risultati del loro studio - condotto su un modello murino - sulla rivista Medicina traslazionale scientifica.
Mezzo innovativo per la terapia di combinazione
Il team è partito dalla premessa che, in alcuni casi, chemioterapia e immunoterapia funzionano meglio insieme, in particolare se i tumori del cancro sono esposti prima alla chemioterapia e poi all'immunoterapia.
Questo perché sebbene l'immunoterapia possa essere molto efficace nell'incrementare la risposta del sistema immunitario in modo che inizi ad attaccare le cellule tumorali, il sistema immunitario potrebbe anche colpire erroneamente le cellule sane.
Un tipo di immunoterapia, ad esempio, utilizza farmaci chiamati inibitori del checkpoint immunitario, che "bloccano alcune proteine" che a volte vengono utilizzate dalle cellule tumorali come "scudo" contro la risposta immunitaria del corpo.
Quando queste proteine sono bloccate, il sistema immunitario può innescare ancora una volta la morte cellulare, uccidendo alcune cellule tumorali.
Gli inibitori del checkpoint immunitario forniscono risultati migliori se associati alla chemioterapia, quindi Gu e il suo team hanno sviluppato il loro scaffolding bioresponsivo per essere in grado di contenere una combinazione di farmaci chemioterapici e immunoterapici e consegnarli direttamente ai tumori primari.
Grazie alla sua immediatezza, questo approccio sarà più efficiente e potrebbe aiutare a ridurre l'impatto dei farmaci sui tessuti sani in altre parti del corpo.
Un approccio terapeutico intelligente
"Abbiamo creato un metodo semplice", dice Gu, "per utilizzare la chemioterapia sfruttando la biologia del tumore e la nostra difesa naturale contro gli invasori stranieri per contrastare lo sviluppo del tumore con effetti collaterali limitati".
Il terreno si amalgama in una sostanza gelatinosa una volta iniettato nel corpo, fornendo gli agenti terapeutici direttamente al tumore mirato.
"Il trucco è che il gel può essere formato rapidamente all'interno del corpo una volta che un polimero biocompatibile e il suo reticolante si sono mescolati insieme", spiega Jinqiang Wang, co-autore dello studio.
"Ci siamo assicurati che uno di questi agenti potesse essere scisso da specie reattive dell'ossigeno, o ROS, un sottoprodotto chimico naturale del metabolismo cellulare", aggiunge.
Livelli elevati di ROS sono caratteristici della maggior parte dei tipi di cancro e sono noti per svolgere un ruolo importante nella crescita del tumore e nelle metastasi.
Pertanto, poiché ROS è abbondante nei tumori del cancro, il mezzo gelatinoso - che è progettato per cadere a pezzi quando viene a contatto con ROS - si disintegrerebbe, consentendo agli agenti terapeutici di fare il loro lavoro.
Gli esperimenti producono risultati promettenti
Prima di iniettarlo nei tumori, il team ha riempito lo scaffolding bioreattivo con il farmaco chemioterapico gemcitabina e l'anticorpo anti-PD-L1, che è un agente immunoterapico che blocca la proteina checkpoint PD-L1.
Questa proteina è in grado di dissuadere la risposta immunitaria dall'innescare la morte delle cellule tumorali. Quando "incontra" il ROS nei tumori del cancro, il gel inizierebbe quindi a disintegrarsi gradualmente, rilasciando prima l'agente chemioterapico e poi l'inibitore del checkpoint immunitario.
"La chemioterapia citotossica può prima uccidere alcune cellule tumorali e aumentare la sensibilità del tumore verso la terapia ICB [blocco del checkpoint immunitario], che poi stimola l'efficacia della terapia ICB".
Coautore dello studio Gianpietro Dotti
"Con la degradazione del gel", aggiunge, "il livello di ROS nel sito del tumore può essere ridotto, il che aiuta anche a inibire la crescita del tumore".
Finora, i risultati dello studio hanno mostrato molte promesse. Quando iniettato nel sito di un tumore primario, il gel ha reso il microambiente del tumore più vulnerabile agli agenti terapeutici.
Inoltre, se iniettato nel sito da cui era stato rimosso chirurgicamente un tumore primario, il gel caricato con il farmaco sembrava anche prevenire efficacemente la recidiva del cancro.
"Per quanto riguarda il potenziale di questo approccio, gli scienziati dovrebbero indagare ulteriormente sulla biocompatibilità dell'utilizzo dello scaffold in gel per il beneficio clinico", spiega Gu, aggiungendo: "Nel frattempo, ottimizzeremo i dosaggi dei farmaci combinati e le frequenze di trattamento".
