La nanotecnologia migliora l’erogazione della chemioterapia
Gli scienziati della Michigan State University hanno inventato un nuovo modo per monitorare le concentrazioni di chemioterapia, che è più efficace nel mantenere i trattamenti dei pazienti all’interno della finestra terapeutica cruciale.
Con i nuovi progressi della medicina che si verificano quotidianamente, ci sono ancora molte congetture quando si tratta di somministrare la chemioterapia ai malati di cancro. Una dose troppo elevata può provocare l’uccisione di tessuti e cellule sane, innescando più effetti collaterali o persino la morte; una dose troppo bassa può stordire, piuttosto che uccidere, le cellule cancerose, permettendo loro di tornare, in molti casi, molto più forte e mortali.
Bryan Smith, professore associato di ingegneria biomedica, ha creato un processo basato sull’immagine di particelle magnetiche (MPI) che impiega nanoparticelle super paramagnetiche come agente di contrasto e l’unica fonte di segnale per monitorare il rilascio di farmaci nel corpo – nel sito del tumore.
“È non invasivo e potrebbe fornire ai medici una visualizzazione quantitativa immediata di come il farmaco viene distribuito in qualsiasi parte del corpo”, ha detto Smith. “Con MPI, i medici in futuro potrebbero vedere la quantità di farmaco che sta andando direttamente al tumore e quindi regolare le quantità somministrate al volo; viceversa, se la tossicità è una preoccupazione, può fornire una visione del fegato, della milza o dei reni e minimizzare gli effetti collaterali. In questo modo, potrebbero garantire con precisione che ciascun paziente rimanga all’interno della finestra terapeutica. ”
Il team di Smith, che comprendeva scienziati dell’Università di Stanford, ha utilizzato come modelli i topi per associare il suo sistema di nanoparticelle super paramagnetiche alla doxorubicina, un farmaco chemioterapico comunemente usato. I risultati, pubblicati nell’attuale numero della rivista NanoLetters, mostrano che la combinazione di nano compositi funge da sistema di rilascio di farmaci e da tracciante MPI.
MPI è una nuova tecnologia di immagine che è più veloce della risonanza magnetica tradizionale (MRI) e ha un contrasto quasi infinito. Se combinato con il nano composito, può illuminare i tassi di rilascio del farmaco all’interno di tumori nascosti in profondità all’interno del corpo.
Man mano che il nano composito si degrada, inizia a rilasciare doxorubicina nel tumore. Allo stesso tempo, il nanocluster di ossido di ferro inizia a disassemblare, il che innesca i cambiamenti del segnale MPI. Ciò consentirà ai medici di vedere con maggiore precisione quanta medicina sta raggiungendo il tumore a qualsiasi profondità, ha affermato Smith.
“Abbiamo dimostrato che i cambiamenti del segnale MPI sono linearmente correlati con il rilascio di doxorubicina con una precisione quasi del 100 percento”, ha affermato. “Questo concetto chiave ha consentito alla nostra innovazione MPI di monitorare il rilascio di farmaci. La nostra strategia traslazionale di utilizzare un nano composito ossido di ferro rivestito con polimero biocompatibile sarà promettente in futuro uso clinico. ”
Smith ha depositato un brevetto provvisorio per il suo processo innovativo. Inoltre, i singoli componenti del team di nano compositi creato da Smith hanno già ottenuto l’approvazione della FDA per l’uso nella medicina umana. Ciò dovrebbe contribuire ad accelerare l’approvazione della FDA per il nuovo metodo di monitoraggio.
Mentre il processo procede verso studi clinici, che potrebbero potenzialmente iniziare entro sette anni, il team di Smith inizierà a testare la MPI multicolore per migliorare ulteriormente le capacità quantitative del processo, nonché farmaci diversi dalla doxorubicina, ha affermato.
Pubblicazione scientifica: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b01202
Fonte: Michigan State University
