I ricercatori di ingegneria biomedica della North Carolina State University e University of North Carolina a Chapel Hill hanno sviluppato una tecnica che utilizza una patch con microaghi per fornire il trattamento di immunoterapia direttamente al sito del melanoma. In studi su animali, la tecnica si è dimostrata più efficace di altri trattamenti di immunoterapia.
Se diagnosticato in tempo, i pazienti affetti da melanoma hanno un tasso di sopravvivenza a 5 anni di oltre il 98 per cento, secondo il National Cancer Institute. Questa percentuale si riduce al 16,6 per cento se il tumore ha metastatizzato prima della diagnosi e del trattamento. Trattamenti del melanoma vanno da un intervento chirurgico alla chemioterapia e radioterapia.
Un nuovo promettente trattamento del cancro è l’immunoterapia che aiuta il sistema immunitario del corpo a combattere il cancro.
Nel sistema immunitario, le cellule T hanno il compito di identificare e uccidere le cellule tumorali. Per svolgere questo compito, le cellule T utilizzano recettori specializzati per differenziare le cellule sane da cellule tumorali. Ma le cellule tumorali possono ingannare le cellule T esprimendo un ligando della proteina che si lega a un recettore delle cellule T per impedire a tali cellule di riconoscere e attaccare la cellula tumorale.
Recentemente, la ricerca sull’ immunoterapia del cancro si è concentrata sull’utilizzo di anticorpi “anti-PD-1” (o morte cellulare programmata) per impedire alle cellule tumorali di ingannare le cellule T.
“Tuttavia, questa strategia pone diverse sfide”, dice Wang Chao, ricercatore post-dottorato nel programma di ingegneria biomedica alla NC State e UNC-Chapel Hill. ” In primo luogo, anticorpi anti-PD-1 sono generalmente iniettati nel sangue e in questo modo non possono bersagliare efficacemente il sito del tumore. In secondo luogo, il sovradosaggio di anticorpi può causare effetti indesiderati, come una malattia autoimmune”.
Per affrontare queste sfide, i ricercatori hanno sviluppato una patch che utilizza microaghi per fornire anticorpi anti-PD-1 nel sito del melanoma. I microaghi sono fatti da acido ialuronico, un materiale biocompatibile.
Gli anticorpi anti-PD-1 sono incorporati in nanoparticelle, insieme a glucosio ossidasi – un enzima che produce acido quando entra in contatto con il glucosio.
Quando il cerotto viene applicato al melanoma, il sangue entra in contato con i microaghi. Il glucosio nel sangue induce l’enzima glucosio ossidasi a produrre l’acido che rompe lentamente le nanoparticelle. Poiché le nanoparticelle degradano, gli anticorpi anti-PD-1 vengono rilasciati nel sito del tumore.
“Questa tecnica crea un costante rilascio prolungato di anticorpi direttamente nel sito del tumore. L’approccio è efficace grazie ad una maggiore ritenzione di anticorpi anti-PD-1 nel microambiente tumorale”, spiega Zhen Gu, assistente Professore del programma di ingegneria biomedica e autore senior dell’articolo.
I ricercatori hanno testato la tecnica contro il melanoma in un modello murino. Il cerotto con microaghi caricati con nanoparticelle con anticorpi anti-PD-1 iniettato direttamente nel sito del melanoma è stato confrontato con un trattamento con anticorpi anti-PD-1 iniettati direttamente nel flusso sanguigno.
“Dopo 40 giorni, il 40 per cento dei topi che sono stati trattati con il cerotto con microaghi sono sopravvissuti e non avevano alcun segno rilevabile di melanoma rimanente, rispetto ad un tasso di sopravvivenza pari allo zero per cento del gruppo di controllo”, dice Yanqi Ye, dottorando del Laboratorio Gu e co-autore dell’articolo.
I ricercatori hanno anche creato un cocktail di farmaci costituito da anticorpi anti-PD-1 e un altro anticorpo chiamato anti-CTLA-4 – che aiuta anche le cellule T ad attaccare le cellule tumorali.
” Usando una combinazione di anti-PD-1 e anti-CTLA-4 nel patch con microaghi, il 70 per cento dei topi è sopravvissuto e non ha presentato segni rilevabili di melanoma dopo 40 giorni”, dice Wang.
“Grazie al rilascio prolungato e localizzato, mediato da microaghi con anticorpi anti-PD-1, siamo stati in grado di ottenere effetti terapeutici desiderati con un dosaggio relativamente basso, riducendo il rischio di disturbi autoimmuni”, dice Gu.
“Siamo entusiasti di questa tecnica e stiamo cercando fondi per proseguire gli studi e per tradurre le sue potenzialità in clinica”, aggiunge Gu.
L’articolo, ” Enhanced Cancer Immunotherapy by Microneedle Patch-Assisted Delivery of Anti-PD-1 Antibody”, è stato pubblicato sulla rivista Nano Letters .
Fonte: Nano Letters
