(Cancro al seno-Immagine: micrografia che mostra un linfonodo invaso da carcinoma mammario duttale, con estensione del tumore oltre il linfonodo. Credito: Nephron/Wikipedia).
I ricercatori del Technion-Israel Institute of Technology hanno sviluppato un trattamento innovativo per il cancro al seno, basato su nanoparticelle analgesiche che colpiscono il sistema nervoso. Lo studio, pubblicato su Science Advances, è stato condotto dal Professor Avi Schroeder e Ph.D. studentessa Maya Kaduri della Facoltà di Ingegneria Chimica Wolfson.
Il cancro al seno è uno dei tumori più comuni nelle donne e, nonostante i progressi nella diagnosi e nel trattamento, circa mille donne in Israele muoiono ogni anno a causa della malattia. Circa il 15% di loro ha meno di 50 anni. In tutto il mondo, circa 685.000 donne muoiono ogni anno a causa di cancro al seno.
Il Prof. Schroeder ha anni di esperienza nello sviluppo di trattamenti antitumorali innovativi, compresi quelli per il cancro al seno e in particolare il cancro al seno triplo negativo, un cancro aggressivo caratterizzato da una rapida divisione cellulare con un rischio maggiore di metastasi. Le tecnologie sviluppate nel suo laboratorio includono nuovi metodi per incapsulare molecole di farmaco in nanoparticelle che trasportano il farmaco al tumore e lo rilasciano all’interno, senza danneggiare i tessuti sani.
I ricercatori hanno scoperto che le cellule tumorali hanno una relazione reciproca con le cellule nervose che le circondano: il cancro tumorali stimola l’infiltrazione delle cellule nervose nel tumore e questa infiltrazione stimola la proliferazione, la crescita e la migrazione delle cellule tumorali. In altre parole, le cellule cancerose reclutano le cellule nervose per i loro scopi.
Sulla base di questi risultati, i ricercatori hanno sviluppato un trattamento che prende di mira il tumore attraverso le cellule nervose. Questo trattamento si basa sull’iniezione di nanoparticelle contenenti anestetico nel flusso sanguigno. Le nanoparticelle viaggiano attraverso il flusso sanguigno verso il tumore, si accumulano intorno alle cellule nervose nel tessuto canceroso e paralizzano i nervi locali e la comunicazione tra le cellule nervose e le cellule cancerose. Il risultato: significativa inibizione dello sviluppo del tumore e delle metastasi ai polmoni, al cervello e al midollo osseo.
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Nello specifico:
Le nanoparticelle simulano la membrana cellulare e sono rivestite con polimeri speciali che le mascherano dal sistema immunitario e consentono un lungo tempo di circolazione nel flusso sanguigno. Ciascuna di queste particelle, che ha un diametro di circa 100 nm, contiene l’anestetico.
Secondo Maya Kaduri:”Sappiamo come creare la dimensione esatta delle particelle necessarie, e questo è fondamentale perché è la chiave per penetrare nel tumore. I tumori stimolano una maggiore formazione di nuovi vasi sanguigni intorno ad essi, in modo che ricevano ossigeno e sostanze nutritive, ma la struttura di questi vasi sanguigni è danneggiata e contiene fori di dimensioni nanometriche che consentono la penetrazione delle nanoparticelle. Il tessuto canceroso è caratterizzato da uno scarso drenaggio linfatico, che aumenta ulteriormente l’accumulo delle particelle nel tessuto. Pertanto, le particelle anestetizzanti che abbiamo sviluppato si muovono attraverso il flusso sanguigno senza penetrare nel tessuto sano. Solo quando raggiungono i vasi sanguigni danneggiati del tumore fuoriescono, si accumulano attorno alle cellule nervose del tessuto canceroso e le scollegano dalle cellule tumorali. Il fatto che si tratti di un trattamento molto mirato e preciso ci consente di inserire nell’organismo quantità significative di anestetico perché non si teme che possa danneggiare aree sane e vitali del sistema nervoso“.
Negli esperimenti su colture di cellule cancerose e nel trattamento dei topi, la nuova tecnologia ha inibito non solo lo sviluppo del tumore, ma anche le metastasi. I ricercatori stimano che questi risultati potrebbero essere rilevanti per il trattamento del cancro al seno negli esseri umani.
Spiegano gli autori:
“I neuroni all’interno del microambiente tumorale promuovono la progressione del cancro; quindi, il loro targeting locale ha potenziali benefici clinici. Abbiamo progettato nanoparticelle lipidiche PEGilate caricate con un analgesico non oppioide, la Bupivacaina, per colpire i neuroni all’interno del cancro al seno e sopprimere il cross-talk nervo-cancro. In vitro, le nanoparticelle di 100 nm sono state assorbite prontamente dai neuroni primari, trasportandole dal corpo neuronale e lungo gli assoni. Dimostriamo che la segnalazione tra cellule di cancro al seno triplo negativo (4T1) e neuroni comporta la secrezione di citochine che stimolano la crescita dei neuriti. Reciprocamente, i neuroni hanno stimolato la proliferazione, la migrazione e la sopravvivenza di 4T1 attraverso la secrezione di neurotrasmettitori. La Bupivacaina frena la crescita dei neuriti e la segnalazione con le cellule tumorali, inibendo la vitalità delle cellule tumorali. In vivo, nanoparticelle caricate di bupivacaina somministrate per via endovenosa nei tumori ortotopici del carcinoma mammario triplo negativo, hanno inibeto la crescita del tumore e la diffusione metastatica. Nel complesso, i nostri risultati suggeriscono che ridurre il coinvolgimento dei nervi nei tumori è importante per il trattamento.
Il Prof. Avi Schroeder è a capo del Louis Family Laboratory for Targeted Drug Delivery & Personalized Medicine Technologies presso la Facoltà di Ingegneria Chimica di Wolfson. Maya Kaduri, della Facoltà di Biotecnologie e Ingegneria Alimentare del Technion, ha iniziato la ricerca sotto la guida del Prof. Avi Schroeder durante la sua laurea, e quest’anno dovrebbe completare il suo dottorato di ricerca.
Fonte:Science Advances
