Cancro del pancreas-Immagine Credit Scitechdaily
Il nuovo approccio, che combina farmaci chemioterapici tradizionali con un nuovo metodo di irradiazione del cancro del pancreas, è risultato il più efficace tra tutti i trattamenti esistenti. La combinazione di radiazioni interne e chemioterapia dissolve i tumori nell’80% dei topi.
Gli ingegneri biomedici della Duke University hanno dimostrato che questo nuovo trattamento del cancro al pancreas è il più efficace mai registrato nei modelli murini. Mentre la maggior parte degli studi sui topi considera un successo il solo arresto della crescita, il nuovo trattamento ha eliminato completamente i tumori nell’80% dei topi in molti tipi di modelli, compresi quelli considerati i più difficili da trattare.
L’approccio combina farmaci chemioterapici tradizionali con un nuovo metodo per irradiare il tumore. Il trattamento impianta iodio radioattivo-131 direttamente nel tumore all’interno di un deposito simile a un gel che protegge il tessuto sano e viene assorbito dal corpo una volta che la radiazione svanisce, invece di somministrare radiazioni da un raggio esterno che passa attraverso il tessuto sano.
Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Nature Biomedical Engineering.
“Abbiamo fatto un’analisi approfondita di oltre 1100 trattamenti su modelli preclinici e non abbiamo mai trovato risultati in cui i tumori si rimpicciolissero e scomparissero come il nostro“, ha affermato Jeff Schaal, che ha condotto la ricerca durante il suo dottorato di ricerca, nel laboratorio di Ashutosh Chilkoti, Distinguished Professor di Ingegneria Biomedica di Alan L. Kaganov alla Duke. “Quando il resto della letteratura dice che ciò che stiamo vedendo non può accadere, è allora che sapevamo di aver trovato qualcosa di estremamente interessante”.
Il cancro al pancreas è la terza causa principale di mortalità correlata al cancro, ma rappresenta solo il 3,2% di tutti i casi di cancro. È incredibilmente difficile da trattare poiché tende ad avere mutazioni genetiche aggressive che lo rendono resistente a molti farmaci e di solito viene identificato molto tardi, una volta che si è diffuso ad altre parti del corpo.
L’attuale trattamento leader combina la chemioterapia, che mantiene le cellule in uno stadio riproduttivo vulnerabili alle radiazioni per periodi di tempo prolungati, con un raggio di radiazioni diretto al tumore. Tuttavia, questo metodo è inefficace fino a quando un certo livello di radiazioni non raggiunge il tumore. Inoltre, nonostante i recenti progressi nella modellazione e nel targeti del fascio di radiazioni, raggiungere tale soglia senza rischiare gravi effetti collaterali è molto impegnativo.
Un altro metodo che i ricercatori hanno sperimentato, prevede l’impianto di un campione radioattivo racchiuso nel titanio direttamente all’interno del tumore. Ma poiché il titanio blocca tutte le radiazioni diverse dai raggi gamma, che viaggiano molto al di fuori del tumore, può rimanere all’interno del corpo solo per un breve periodo di tempo prima che il danno al tessuto circostante inizi a vanificare lo scopo.
“Non esiste un buon modo per curare il cancro al pancreas in questo momento”, ha affermato Schaal, che ora èDiirettore della ricerca presso Cereius, Inc., una startup biotecnologica di Durham, nella Carolina del Nord, che lavora per commercializzare una terapia mirata con radionuclidi attraverso un diverso schema tecnologico.
Per aggirare questi problemi, Schaal ha deciso di provare un metodo di impianto simile utilizzando una sostanza composta da polipeptidi simili all’elastina (ELP), che sono catene sintetiche di amminoacidi legati insieme per formare una sostanza gelatinosa con proprietà su misura. Poiché gli ELP sono un punto focale del laboratorio Chilkoti, è stato in grado di lavorare con i colleghi per progettare un sistema di consegna adatto per l’attività.
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Gli ELP esistono allo stato liquido a temperatura ambiente, ma formano una sostanza gelatinosa stabile all’interno del corpo umano più caldo. Quando vengono iniettati in un tumore insieme a un elemento radioattivo, gli ELP formano un piccolo deposito che racchiude atomi radioattivi. In questo caso, i ricercatori hanno deciso di utilizzare lo iodio-131, un isotopo radioattivo dello iodio, perché i medici lo hanno utilizzato ampiamente nelle cure mediche per decenni e i suoi effetti biologici sono ben conosciuti.
Il deposito ELP racchiude lo iodio-131 e ne impedisce la fuoriuscita nel corpo. Lo iodio-131 emette radiazioni beta, che penetrano nel biogel e depositano quasi tutta la loro energia nel tumore senza raggiungere il tessuto circostante. Nel corso del tempo, il deposito di ELP si degrada nei suoi amminoacidi costituenti e viene assorbito dal corpo, ma non prima che lo iodio-131 sia decaduto in una forma innocua di xeno.
“La radiazione beta migliora anche la stabilità del biogel ELP”, ha affermato Schaal. “Ciò aiuta il deposito a durare più a lungo e a rompersi solo dopo che le radiazioni sono state esaurite.”
Nel nuovo articolo, Schaal e i suoi collaboratori del laboratorio Chilkoti hanno testato il nuovo trattamento insieme al Paclitaxel, un farmaco chemioterapico comunemente usato, per trattare vari modelli murini di cancro al pancreas. Hanno scelto il cancro del pancreas a causa della sua infamia per essere difficile da trattare, sperando di dimostrare che il loro impianto tumorale radioattivo crea effetti sinergici con la chemioterapia che la terapia con raggi di radiazioni di durata relativamente breve non ha.
I ricercatori hanno testato il loro approccio su topi con tumori appena sotto la pelle creati da diverse mutazioni note che si verificano nel cancro del pancreas. Lo hanno anche testato su topi che avevano tumori all’interno del pancreas, che è molto più difficile da trattare.
Nel complesso, i test hanno visto un tasso di risposta del 100% in tutti i modelli, con i tumori completamente eliminati in tre quarti dei modelli circa l’80% delle volte. I test inoltre non hanno rivelato effetti collaterali immediatamente evidenti oltre a quelli causati dalla sola chemioterapia.
“Pensiamo che la radiazione costante consenta ai farmaci di interagire con i suoi effetti in modo più forte di quanto consenta la terapia a raggi esterni”, ha affermato Schaal. “Questo ci fa pensare che questo approccio potrebbe effettivamente funzionare meglio della terapia con raggi esterni anche per molti altri tumori“.
L’approccio, tuttavia, è ancora nelle sue prime fasi precliniche e non sarà presto disponibile per l’uso umano. I ricercatori affermano che il loro prossimo passo sono i test sugli animali di grandi dimensioni, in cui dovranno dimostrare che la tecnica può essere eseguita con precisione con gli strumenti clinici esistenti e le tecniche di endoscopia su cui i medici sono già formati. In caso di successo, si avvieranno verso una sperimentazione clinica di fase 1 sugli esseri umani.
“Il mio laboratorio lavora allo sviluppo di nuovi trattamenti contro il cancro da quasi 20 anni e questo lavoro è forse il più entusiasmante che abbiamo svolto in termini di potenziale impatto, poiché il cancro del pancreas in fase avanzata è impossibile da trattare ed è invariabilmente fatale”, dice Chilkoti. “I pazienti affetti da cancro del pancreas meritano opzioni terapeutiche migliori di quelle attualmente disponibili e sono profondamente impegnato a portare tutto questo lavoro in clinica”.
